空心线圈电流互感器传变特性实验研究和分析

为了精确评估空心线圈电流互感器的传变特性,设计了空心线圈电流互感器精确度、饱和特性、频率特性和暂态特性的测试方案,根据互感器的结构模块设置测试点,研究各单元部件和整机的特性。提出采用"额定准确低限值一次电流"下的"总谐波畸变率"指标,评价空心线圈电流互感器在小电流时的输出波形质量。实验结果表明,空心线圈电流互感器大电流时线性度好,小电流时易受干扰的影响,互感器频带受限于传感线圈参数和信号处理电路的相频特性,对故障暂态电流和励磁涌流的传变误差主要来源于衰减直流分量的测量误差。研究方法为厂家产品设计和改良、相关测试标准的改善提供参考。     

罗氏线圈电流互感器的暂态传变特性

数字积分器的罗氏线圈电流互感器在传变电力系统暂态过程中的高频电流时,输出波形会发生畸变,导致继电保护装置的不正确动作。文中分析了使用不同积分器的罗氏线圈电流互感器各环节的数学模型,研究了互感器的传变特性和一次电流中高频信号的传变过程,得出以下结论:高频信号在采样环节发生频率混叠,混叠而来的低频信号在积分环节相较于高频信号发生放大是导致使用数字积分器的互感器传变异常的主要原因,而使用模拟积分器的互感器则不会出现类似问题。通过实验验证了对互感器传变特性分析的正确性。最后,对于使用数字积分的互感器,提出了针对滤波器和采样频率的改进措施。     

PCB空心线圈电流传感器的暂态特性

在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时的暂态特性模型。重点分析了其对电力系统暂态电流的测量性能,对影响暂态特性的参数进行了数学分析,这为传感器的动态性能优化设计提供了一种分析方法。对传感器样机进行了动模试验,和分流器的输出信号相比,两者波形吻合较好,峰值瞬时误差在±1%左右。该试验结果表明,PCB空心线圈电流传感器具备准确反应电力系统故障电流暂态过程的能力,满足电力系统对电流测量和保护的需求。     

基于PCB空心线圈和数字积分器的脉冲强磁场装置放电电流测量

脉冲强磁场装置放电电流的准确测量对实现放电过程的监控具有重要意义。文章通过仿真分析了脉冲强磁场装置放电过程及电流波形特性,根据脉冲大电流的特性及空心线圈的基本原理,提出了基于印制电路板(PCB)空心线圈和改进Al-Alaoui算法数字积分器的电流测量方案。通过和Pearson 4427电流互感器的标定和对比测试,验证了电流测量的准确性和稳定性,该方案可满足脉冲电流测试需要。     

适应继电保护暂态传变的空心线圈电流互感器积分技术研究

为了系统研究积分技术对空心线圈电流互感器暂态特性的影响及对继电保护的适应性,对Rogowski传感头分别配合模拟积分器和数字积分器的空心线圈电流互感器传变特性进行了理论和仿真分析,揭示了不同积分技术对电流互感器暂态特性的影响因素和特点。理论研究和仿真结果表明,Rogowski传感头配合模拟有损积分器时,与采用一阶RC积分电路相比,电流互感器在低频段的特性有所改善,通过配置合适的积分参数,理论上有可以满足继电保护对电流互感器暂态特性要求。当Rogowski传感头配合数字积分器时,合适的积分算法能使互感器有非常优异的低频特性和暂态特性,非常契合继电保护对电流互感器测量故障暂态电流的应用需求。     

小电流下空心线圈电流互感器的输出波形质量测试

为了给生产厂家产品设计和改善提供依据,对小电流下互感器输出波形质量进行测试.介绍了空心线圈的结构和工作原理,对互感器输出波形进行采集.将一台220 kV GIS用互感器作为实验仪器,在小电流下对互感器输出波形精度、暂态饱和性和稳态性进行测试.发现小电流下,空心线圈传感头输出受干扰的影响较大,而积分放大单元和相位补偿单元输出信号受干扰程度不大;在小电流下,一定程度上会导致电流互感器出现局部暂态饱和,但不会长期保持;小电流下容易受到外界环境的干扰,导致不同时刻输出电压相差较大,互感器输出波形不稳定.     

基于罗氏线圈电流互感器的等传变距离保护

罗氏线圈电流互感器中的积分器会放大暂态传变误差,可能导致保护误动作。该文提出直接采用罗氏线圈微分信号输出进行保护计算的改进思路,并以距离保护为例,提出一种基于罗氏线圈电流互感器的等传变距离保护方法。该方法中,保护电流直接采用罗氏线圈输出的电流微分信号,消除积分器引入的暂态传变误差,并通过虚拟数字传变解决电压与电流微分信号传变不一致问题。仿真和试验结果表明,所提出的等传变距离保护方法动作速度快,受系统中高频暂态信号影响较小,性能优于现有距离保护方法。     

变压器空投时电子式电流互感器输出励磁涌流波形异常分析

针对某110kV变电站变压器空投时电子式电流互感器(ECT)输出的采样波形,分析了波形的异常特征,从基于Rogowski线圈的ECT保护电流采样系统中有损积分器的传递特性入手,推导了时间常数与传变误差关系的解析表达式,得出ECT达到5TPE级精度对积分时间常数选择的要求。基于理论分析建立仿真模型,并通过波形拟合手段,可得出励磁涌流波形异常的主要原因是现场ECT积分器时间常数的选择不当,同时仿真也证明选择适当积分器时间常数的ECT具有良好的暂态传变特性。     

电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流比较

电子式电流互感器在数字化与智能变电站中大规模应用,其特性与传统的电磁型电流互感器差异较大,需研究电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流的特性。通过理论计算电磁型电流互感器暂态饱和后传变各次谐波的增益,证明和应涌流导致电磁型电流互感器饱和后,传变2次谐波的能力比传变基波的能力强,故2次谐波比反而升高;但分析表明经暂态饱和的电磁型电流互感器传变后和应涌流的间断角将减小。通过理论推导基于空心线圈的电子式电流互感器的传递函数,揭示了电子式电流互感器能否正确传变和应涌流主要取决于积分时间常数和衰减时间常数,和应涌流经电子式电流互感器传变后可能导致波形发生偏移,但其间断角特征和2次谐波含量不变,间断角和2次谐波制动判据不受影响。     

基于RTDS的空心线圈电流互感器建模技术研究

描述空心线圈电子式电流互感器的数学模型,主要描述对象是传感头单元、模拟信号处理单元中的积分放大环节和相位补偿环节。基于电力系统实时数字仿真装置RTDS,在自定义建模功能模块CBuilder中依据各个主要描述对象的数学模型建立了空心线圈电流互感器自定义元件模型。通过搭建实物测试场景和仿真试验系统,分别对互感器产品以及自定义模型进行稳态和暂态等传变特性检测试验,从而验证空心线圈电流互感器自定义元件模型的正确性和实用性。     

新型线圈电流互感器及误差分析

介绍了一种PCB平面型Rogowski线圈（PCB线圈）的绕制方法,设计了基于PCB线圈的新型电流互感器,针对互感器的误差特性,着重就PCB线圈的频率和温度误差进行分析,建立了PCB线圈的等效电路,推导出一次电流和二次感应电压的关系式,并给出互感系数的计算公式,指出合理选择积分器输入电阻阻值是减小线圈频率和温度误差的关键。     

PCB空心线圈型电子式电流互感器设计

提出了一种新型的基于PCB空心线圈型电子式电流互感器的设计方法。     

基于PCB平面型Rogowski线圈的电流互感器误差分析及积分器设计

为了进一步提高印刷电路板(PCB)平面型Rogowski线圈电流互感器的测量精度,根据PCB线圈的特点建立了线圈的等值电路;推导出线圈二次感应电压和一次被测电流的关系式.从频率和温度两方面分析了线圈的误差特性,指出线圈信号取样电阻(积分器输入电阻)阻值选择是影响线圈频率与温度特性的重要因素,适当增大取样电阻阻值可改善线...     

小型PCB罗氏线圈电流互感器

智能化电器是电器技术的发展方向,而电流检测是关键技术之一.为此设计了一种集电流采样与信号处理于一体的小型PCB罗氏线圈电流互感器.详细介绍了罗氏线圈的工作原理,在有限空间内设计高性能PCB罗氏线圈的思路,指出在PCB罗氏线圈的空白区域增加过孔能增加线圈匝数,设置返绕线圈能够抵消与线圈平面垂直方向干扰磁场的影响,并在理论指导下设计了精度高、体积小、抗干扰能力强的PCB罗氏线圈.同时为了实现对被测一次电流的实时精确检测,设计了积分电路来对罗氏线圈的输出信号进行相位还原,从而实现电流互感器的电流采样与信号处理于一体的小型化发展.     

空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的适应性分析

为了系统地分析空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的影响,针对具体的互感器物理结构,采用理论、实验和仿真分析的手段,研究空心线圈电流互感器传感头和整体的频率特性和暂态特性。揭示了互感器较宽的频带特性有利于提高继电保护性能,频带宽度主要由Rogowski传感头和信号处理电路特性参数决定;暂态电流的测量误差关键取决于互感器对衰减非周期分量的刻画能力,即主要由非周期分量衰减时间常数和积分单元特性参数决定。最后,进一步从结构设计和测试标准方面提出空心线圈电流互感器应用于继电保护系统的适应性措施。     

基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护

罗氏线圈电子式电流互感器的积分环节会放大传变误差,可能造成电流传变严重失真,导致保护误动。针对此问题,提出了线路保护直接采用罗氏线圈微分电流信号输出的改进思路。并以差动保护为例,提出了一种基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护方法。该方法直接采用罗氏线圈输出的电流微分信号进行计算,将用于电容电流补偿计算的电压信号经虚拟罗氏线圈数字传变处理,保证电压电流信号经过相同的传变环节。仿真和试验结果表明,新方法在区内故障时可快速动作,且消除了积分环节引入的传变误差对差动保护的影响,降低了电压电流传变差异对保护精度的影响,性能优于现有差动保护方法。     

电子电流互感器高压侧电路设计的改进

为提高电子式电流互感器测量精度,在此对高压侧电路进行了改进,提出了目前新的设计方案.主要叙述了Rogowski线圈、高压侧电源、高压侧信号处理电路即积分电路、移相电路的改进情况.通过采用新型罗氏线圈可使线圈均匀绕制和每匝线圈横截面相等,克服了传统罗氏线圈的缺点.提出了一种新的高压供电方案,使供电电路能够在母线大电流和空载小电流下仍能正常工作,提供稳定的输出电压,有效解决了电子电流互感器高压侧电源问题.介绍了数字积分器,采用积分算法设计的数字积分器具有更高的精度和稳定性,相位特性优良.同时提出基于贝塞尔滤波器的全通恒时延滤波器,其幅度特性恒定,而且在低频范围内具有恒定的延迟时间.     

35kV电子式电流互感器的研究

基于小铁心电流传感器LPCT和空心线圈原理的35 kV电子式电流互感器具有测量精度高、动态范围宽等优点,与传统的电磁式电流互感器相比有着明显的优势。文中分析了35 kV电子式电流互感器的测量用LPCT传感器和保护用PCB空心线圈电流传感器的工作原理及影响电子式电流互感器测量准确度的主要因素;采用有限元法对电子式电流互感器的电场进行仿真计算,优化了互感器的电场结构。在理论分析基础上,研制了一台35 kV电子式电流互感器,给出了准确度测试。测试结果表明,设计的35 kV电子式电流互感器符合GB/T 20840.8—2007要求,满足电力系统测量准确度0.2级和保护准确度5P要求。     

适用于智能电网电能质量检测的双积分型电子式电压互感器

现有的电压互感器难以满足智能电网对电能质量宽频域、高精度检测的要求,文中提出一种基于双积分器的电子式电压互感器(EVT)实现方案,利用主积分器和辅助积分器配合工作,使EVT同时兼顾宽频带特性和良好的暂态响应性能。阐述了双积分型EVT的工作原理,分析了主积分器和辅助积分器的频率响应特性及暂态特性,并进行了双积分型EVT的谐波及暂态扰动检测仿真分析和样机试验验证。结果表明双积分型EVT可满足60次以下谐波电压高精度检测的要求,对暂态扰动信号具有良好的传变性能,符合智能电网电能质量检测的需要。     

基于新型电子式电流互感器的多功能电能表的设计

电能表用电流互感器的性能直接影响到电能表计量的准确度。针对目前电能表用电磁式电流互感器易饱和、测量范围较小等问题,提出了一种基于印制电路板（PCB）型电子式电流互感器的多功能电能表的设计方案。首先对PCB型空心线圈的结构及原理进行了分析,设计了空心线圈与计量芯片间的接口电路,并通过试验数据表明互感器具有良好的性能,然后详细阐述了以三相高精度计量芯片ADE7758和高性能、低功耗H8单片机为核心的电能表的硬件设计,在此基础上简要说明了电能表的软件设计思路。所设计的电能表计量准确度高,功耗低,具有很强的实用性。