基于积分器零漂的罗氏线圈电流互感器稳态采样误差

由某运行的智能化变电站罗氏线圈电流互感器稳态采样值出现较大的直流误差的现象出发,介绍了罗氏线圈电流互感器积分电路的基本原理和零漂引起积分漂移的机理,推导了有损积分器的传递函数,分析得出因积分器电路参数取值不当造成过大直流分量。在对积分电路参数进行调整后,罗氏线圈电流互感器幅值误差和相角误差达到相关规范要求。     

并联电容器母线电流在线监测传感器关键技术研究∗

电容器是电力系统重要的无功补偿设备,并联电容器组频繁投切补偿电网无功过程中会产生严重的涌流和谐波,母线上瞬间大电流也对电容器单元运行安全威胁极大.设计一种基于无线传感技术的并联电容器母线电流在线 监测传感器,通过取能电路、测量电路、保护外壳分析,确定传感器采用铁心直接在母线进行高压取能、罗氏线圈测量的结构,并封装于一体式铝壳体系统中,利用内置 A/D、ZigBee通信协议栈的 CC２５３０芯片以及专用信号处理电路实现电容器母线大电流测量,并在实验室进行验证.该装置解决了铁心磁性饱和下高位取能、大电流准确测量问题, 实现了传感器现场高压绝缘、抗干扰和无线组网设计的整体性能优化.     

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。     

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。     

罗氏线圈电流互感器谐波计量特性研究

电力系统中的非线性负荷会引起交流正弦波畸变产生各次谐波,对电能计量的准确性及继电保护的可靠性产生严重影响。针对新一代站对电子式电流互感器谐波计量及继电保护的更高要求,研究了罗氏线圈的传感原理和传变特性,并根据其数学模型,分析了影响罗氏线圈频率响应特性的两个主要因素为线圈内阻和分布电容,再结合外积分电路的结构参数模型,分析了积分时间常数对罗氏线圈电流互感器整体频率响应特性的影响。最后通过Multism12.0仿真电路模型,模拟了罗氏线圈电流互感器在2~13次谐波电流下的频率响应输出,并进行了试验验证。仿真与试验结果表明,罗氏线圈电流互感器能够满足电力系统关于谐波功率计量的0.2级准确度要求,能够可靠测量电网中的谐波分量。     

电力系统暂态大电流测量用电子互感器研究

本文研究了电力系统中用于暂态大电流测量的Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,分析了不同终端电阻值的选取对线圈测量带宽的影响,在此基础上设计一种将无源外积分、有源外积分相结合的复合式积分信号处理电路,论述了复合式外积分器能够在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带由低频提高到线圈的谐振频率附近;最后,文中以自制的灵敏度为2mV／A的复合式外积分罗氏线圈为例,给出参数设计过程和实验波形,对50Hz电网电流与250A/μs上升沿的脉冲电流的准确检测验证了该信号处理电路较其他外积分电路可工作在更宽的测量范围。     

杆塔雷电流多通道监测方法及其特性分析

通过采用多个罗氏线圈并联,模拟信号无源叠加的方式,可以对雷击时刻流经杆塔枝干的雷电流分量进行更精准地监测.通过建立多罗氏线圈并联外积分电路模型,根据外积分条件对电路模型进行动态特性(时域和频域)理论分析,可以得出电路模型输入输出关系的理论公式及应用条件.按照雷电流测量要求,对电路模型进行仿真分析;同时依据仿真参数制作传...     

Rogowski线圈用新型积分电路设计

为良好测量故障稳态、暂态电流,在分析积分器特性的基础上,设计了一种Rogowski线圈用新型积分电路.该电路利用电压串联型负反馈放大电路正向输入阻抗大的优点,结合减法器原理,通过分别对信号、地积分后2级相减的方式,达到理想的积分、消除零漂效果.利用在Simulink环境下搭建电路模型的方法进行仿真,在加入运放失调电压等干扰信号的条件下,对比了Rogowski线圈用电压并联型负反馈积分器和新型积分电路对电流故障暂态信号的跟踪效果.仿真结果表明,新型积分器能够真实地反映故障稳态、暂态电流,有效地抑制了积分器零漂对传感元件的干扰.     

并联电容器组状态监测的新型无线传感器设计关键技术研究

并联电容器组频繁投切补偿电网无功过程产生严重涌流和谐波,瞬间过电压和大电流对电容器单元运行安全威胁极大。提出一种基于无线传感技术的电力电容器状态监测方案,通过铁心磁场分布、材料特性和线圈输出功率分析,确定传感器采用闭路铁心高压取能、开路铁心测量的双CT结构,利用内置A/D及ZigBee通信协议栈的CC2530芯片,以及专用信号处理电路实现电容器单元电流和温升感知;由低功耗IEEE 802.15.4标准协议将终端节点信息加密无线组网,汇聚的数据在后台机进行综合判别分析。双铁心结构传感器的紧凑化设计,解决了铁心磁性饱和下高位取能、线性区的准确测量问题,实现了传感器现场高压绝缘、抗干扰和无线组网设计的整体性能优化。     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究

旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化.因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性.设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数.在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件.实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流.     

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.     

罗氏线圈的频率特性分析与传感器的设计方法

研究了Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,在分析已有传感头信号处理方法的基础上,总结出利用终端电阻值来调整线圈的阻尼率,从而将传感头的频率响应分作三个特征区域,后继信号处理电路的设计针对各频段特性分别进行处理;文中给出了一种新型结构的自积分与外积分复合式罗氏线圈积分器的设计过程和参数选取方法,在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带拓宽到线圈的自然谐振频率.仿真与实验验证了这种新型的罗氏线圈传感器可工作在从工频到高频的大带宽测量范围.     

串补用电容器型式试验电流仿真研究

分析了电力系统中串补用电容器型式试验时阻尼放电和罗氏线圈的工作机理及其参数优选原则。利用罗氏线圈快速测量串联电容器型式试验时阻尼放电电流,并基于 MATLAB/SIMULINK仿真环境建立了一套仿真模型,该模型由等效为集中参数的阻尼放电回路、罗氏线圈及其测量回路组成。实验结果表明,该优选串联电容器型式试验中阻尼放电回路参数、罗氏线圈参数的方法,有利于快速设计具有合理参数的串联用电容器型式试验装置和具有最优电磁参数与良好动态特性的罗氏线圈。     

投切并联电容器过电压研究

随着电力系统的发展,大量的并联电容器组在配电网被用来提高电能质量,补偿系统无功。这些并联电容器组通常要求频繁操作。针对真空断路器投切并联电容器组产生的过电压和过电流,采用了阻尼装置来进行限制。文章对阻尼装置的参数进行了选取,并利用电磁暂态仿真程序进行了研究和现场实测。     

投切并联电容器过电压研究

随着电力系统的发展,大量的并联电容器组在配电网被用来提高电能质量,补偿系统无功。这些并联电容器组通常要求频繁操作。针对真空断路器投切并联电容器组产生的过电压和过电流,采用了阻尼装置来进行限制。文章对阻尼装置的参数进行了选取,并利用电磁暂态仿真程序进行了研究和现场实测。     

高压并联电容器组投切开关的选择

介绍了高压并联电容器组运行中允许的过电压、过电流,以及运行电压、电压波形畸变对电容器的影响,分析了目前常用的并联电容器组投切特性,并对投切并联电容器组开关的一些问题进行了探讨。     

“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切

针对目前变电站并联电容器组投切方案存在的设备利用率低和易受双高配电网宽频谐波影响而损坏的问题，提出一种考虑谐波宽频特性的并联电容器组灵活投切策略。首先，建立10 kV配电网并联补偿模型和电容器组投切方案集合。然后，运用模态分析法确定投切方案网络谐振点。最后，从并联补偿方案的谐波谐振机理出发，设计程序计算谐波电流放大倍数，确定并联补偿方案基本可行域，筛选出最优投切组合。算例仿真表明，该投切策略能在实现原有无功补偿的功能上，提高设备总体利用率，避免并联电容器组投入后产生的谐波谐振和谐波电流放大。     

基于电容器投切的电网谐波阻抗测量

投切电容器是测量电网谐波阻抗的常用操作方法,利用投切电容器后的暂态电压、电流分量进行离散傅里叶分析可计算电网公共耦合点处的谐波阻抗。TLS-ESPRIT算法可对投切电容器后的电压、电流同时进行去噪和滤基波处理,得到准确的暂态电压、电流分量。相对于Prony算法,TLS-ESPRIT算法抗噪声干扰能力强,且其能更准确辨识模态参数。仿真验证了TLS-ESPRIT算法在基于电容器投切的电网谐波阻抗计算中的有效性。     

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。     

基于罗氏线圈原理的500kV电网过电压监测系统的研究

介绍了一种通过罗氏线圈传感器测量变压器套管末屏电流信号,经后续信号调理从而复原过电压信号的过电压监测系统.在分析了系统的可行性及组成方案优缺点的基础上,确定了系统的最终组成方案.设计了符合测量要求的罗氏线圈、三阶积分电路及触发电路,编写了基于LABVIEW语言的采集处理程序.系统动态响应试验表明,过电压监测系统可以准确...