10/350μs冲击电流波测量用的磁心式自积分Rogowski线圈的研究

10/350μs冲击电流波的频带范围为几赫兹到1 MHz,普通空心Rogowski线圈自身电感较小,测量低频部分会失真.针对该问题,笔者以磁性材料做骨架,制作了自积分式Rogowski线圈.在10/350 μs冲击电流实验平台上与同轴管式分流器作了实验对比.结果表明,由于磁性材料的加入,大大提高了线圈的自感.也拓宽了线...     

反串式平面空心线圈电流传感器设计与性能分析

电网工作人员常带电设施作业,导致触电事故的现象时有发生,亟须合适的电场测量及安全预警装置。根据此类需求设计了一款基于空心线圈的新型传感器,为实际复杂工况下的电场测量提供新的解决方案。首先研究输电导线上的电流与其附近磁场强度的规律以及反向串联结构测量原理,结合合适的积分电路得到传感器在微分工作状态下的最优设计。然后根据电场测量反演规律,设计空心线圈型高频带电流传感器。最后通过分析空心线圈传感器的稳态和动态响应性能,验证了所设计的空心线圈传感器具有较宽的频带和测量范围,能有效抵御外界磁场干扰,且暂态与稳态响应性能满足实际需求。     

光纤式电压电流组合测试系统的研制

介绍了光纤式电压电流组合测量系统的设计参数、结构特点及试验情况.光纤式电压电流组合测量系统采用宽频带电压和电流传感器,一体化结构设计及数字光纤技术,实现电力暂态过程的电压和电流的同时测量记录.采用倒置式电容分压器原理测量电压,具有测量电压范围宽、测量准确性和稳定性好的特点,可实现50Hz～250MHz的宽频带电压测量;采用宽频罗氏线圈电流传感器,实现0.4Hz～0MHz宽频带电流测量.     

脉冲电流测量线圈的理论分析与实验研究

从脉冲电流测量线圈(Rogowski Coil)测量电流的工作原理入手,探讨了两种不同电流信号(纳秒级信号和微秒以上信号)的测量方法(自积分线圈和外积分线圈)及理论.结合实际需求,设计了一个自积分Rogowski Coil,通过对线圈的标定,说明线圈符合要求.由此得出,在一定的测量精度下,完全可以使用自积分和外积分的Rogowski Coil来测量脉冲大电流.同时也指出了制作测量线圈时应考虑的几个问题.     

磁测量中的灭弧措施和调零器

一、灭弧措施测量高场下磁性材料的直流磁参数,一般都使用磁导仪或电磁铁,由于自感(电感)影响,当磁化电流断开或换向时,经常要出现火花。特别是磁化线圈匝数多,极头截面大,测硬磁的装置,大电流换向,火花更大。这是因为换向过程中断开电流的瞬间,磁化线圈内磁通Φ急剧减少,使线圈切割大量磁通,贮存很大能量,感应出很高自感电势E降压在切断电流的开关气隙间,使空气电离而导电,便产生     

基于空心线圈的HVDC谐波电流测量及性能分析

高压直流输电中,换流装置将产生直流谐波从而造成危害.直流谐波电流的测量能实现有效的监控,并对谐波的抑制提供有效的前提保证.空心线圈测量直流谐波电流,其感应信号只与被测电流中的谐波分量有关,而与直流分量无关,解决了传统谐波电流互感器工作点与直流分量大小有关的难题.针对直流谐波电流测量幅值小、频带宽的特点及误差要求,分析了传感器及测量电路的灵敏度、误差和频率等性能.试验证明:合理地设计空心线圈与测量电路,可达到0.5%的测量准确度;结合光纤传输,现已实现120 kV高压直流谐波电流的测量,并通过了型式试验及电磁兼容试验.     

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。     

一种基于空心线圈的电流测量新方法

提出了一种基于空心线圈的电流测量新方法,通过在导线周围空间按一定规则布置的空心线圈组来测量电流。分析了单个线圈感应电压与单相导线电流的关系。分别提出了单相和三相电流的测量方法并进行了仿真。制作了实际的空心线圈组,并进行了电流测量实验。对线圈安装过程中可能存在的位置偏差对测量精度的影响进行了仿真分析。仿真和实验结果验证了该方法的正确性。     

基于复合积分罗氏线圈的过电压监测方法

基于套管末屏间接式过电压监测方法的思路,提出一种基于复合积分罗氏线圈的过电压监测方法。该方法通过测量电容式套管末屏抽头电流并积分以求得待测电压。在分析工频过电压、操作过电压以及雷电过电压作用下套管末屏抽头电流幅值及频率特性基础上,针对现有罗氏线圈电流传感器的不足,设计了复合积分环节。该复合积分环节由有源积分环节、无源积分环节、高通滤波环节以及罗氏线圈高频自积分环节组成,通过各环节频率特性的相互配合而达到了扩频目的。在此基础上,研制了复合积分罗氏线圈电流传感器,其测量频带范围为30 Hz到3.23 MHz,灵敏度达到100 mV/A,满足过电压下套管末屏电流测量需求。现场测试结果表明,运用该方法可对常见过电压进行准确检测,波形还原效果较好。     

低频铁芯式罗果夫斯基线圈饱和问题分析

针对测量 ms量级低频脉冲大电流铁芯式罗果夫斯基线圈存在的饱和问题 ,讨论了线圈测量正弦衰减形电流时电流最大值与频率和衰减系数的关系 ,并研制了测量 35 0Hz电流的低频线圈。实验结果验证了理论分析计算     

基于Rogowski线圈的电流互感器信号处理中积分算法的研究

基于Rogowski线圈的电流互感器与传统电流互感器相比具有广泛应用前景，备受关注。但Rogowski线圈的自身特性以及后续信号处理电路一直影响着电子电流互感器的测量精度，本文对Rogowski线圈的积分算法进行了研究，分别叙述了模拟和数字两种算法及其实现形式，并对其性能进行了分析。从中得到了一些有益结论，可进一步改善积分环节，提高电子电流互感器的测量精度。     

Rogo wski线圈热膨胀效应产生测量误差的计算

热膨胀使Rogowski线圈尺寸变化进而改变线圈互感是电子电流互感器出现测量误差的原因之一。为定量分析计算热膨胀对Rogowski线圈的影响,采用理论分析与推导的方法得出常见类型Rogowski线圈骨架热系数和绕组热系数的计算公式。计算表明,圆形、矩形和跑道型截面Rogowski线圈骨架的热系数等同其材料热膨胀系数;线圈绕组的热系数近似2倍于其材料热膨胀系数。这种基于线圈热系数概念建立的热膨胀误差计算模型可用于设计高精度Rogowski线圈。     

Rogowski线圈电子式电流互感器积分技术研究

积分环节是影响Rogowski线圈电子式电流互感器精度的关键因素.论述了模拟积分器的设计与实现,分析了模拟积分器的频率特性,理论分析和试验结果表明低频信号和温度对其精度有较大的影响.为进一步优化积分环节,设计了基于ARM的数字积分器,分别论述了其硬件结构和梯形积分算法,并且仿真了梯形积分算法对稳态电流和暂态电流的响应.仿真和试验结果表明,梯形积分算法能够很好的还原一次电流,同模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性.     

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。     

电流互感器传感头Rogowski线圈的研究与设计

为了解决精确测量小电流这一难题,对传感头Rogowski线圈进行研究设计,通过对制作材料及制作方法上的改进,研制了一种适用于小电流测量的Rogowski线圈作为电流互感器的传感头,并利用后续电路对Rogowski线圈输出的信号进行处理,从而精确测量小电流,并给出试验结果。试验结果表明,该设计方案准确可行,可以使该系统的精度满足国标0.2级标准。     

Rogowski线圈数字积分器的分析与设计

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器在电网系统中的应用越来越广泛,其中积分器是影响电子式电流互感器的稳定性和精度的关键.针对Rogowski线圈的积分算法,分别给出模拟积分和数字积分2种算法的实现形式,其中数字积分有更高的精度和稳定性.对数字积分3种算法从原理上对各自幅频特性和相频特性进行了比较分析,并给出了一种数字积分器的设计方案,分析了其方案的可行性和实用性.设计了基于C8051F340单片机的数字积分器,结果验证了此方法的可行性.     

Rogowski线圈电流互感器的相差分析与校正

对基于Rogowski线圈的电子式电流互感器（ECT）相位误差的产生机理和校正方法进行研究。介绍了全数字化设计的Rogowski线圈ECT的工作原理,分析ECT产生相差的原因,针对Rogowski线圈产生的相位超前,设计了一种采用ADE7759芯片的数字积分器,可基本还原线圈引起的超前相位;对数据处理、传输系统所产生的相位差,介绍了一种移相用软件算法,该算法在合并单元数字信号处理器(DSP)中执行,可对延时进行有效补偿。测试结果表明,上述相差校正方法效果良好。     

罗氏线圈在电力电容器外壳爆破试验中的应用

为快速有效检测电力电容器外壳爆破能量试验放电电流。分析了爆破能量试验回路和罗氏线圈的工作机理,优选电气参数的计算方法,测量系统的误差;给出了减小误差的有效措施并利用MATLAB/SIMULINK建立了爆破试验回路和罗氏线圈检测回路构成的仿真模型以优化试验回路和罗氏线圈的技术参数。仿真和实验表明,本文的优化方法可行,所得试验和检测回路参数可确保爆破试验成功和传感器的良好动态特性。     

高压直流电子式电流互感器Rogowski线圈研究

为实现高压直流系列产品国产化,从高压直流电子式电流互感器(electronic current transformer,ECT)的传感部分核心器件——Rogowski线圈的研究着手,分析Rogowski线圈的原理和特点,提出一种适用于高压直流ECT的Rogowski线圈设计方案,介绍其规格参数、制作及安装等。频率响应试验证明Rogowski线圈对各频率谐波电流的幅值测量误差在0.2%以内,线圈响应灵敏度试验证明Rogowski线圈的相位误差在200μs以内,该线圈的设计性能均满足国际标准要求,验证了Rogowski线圈设计方案具有测量精度高、功率输出低、结构简单、线性良好、测量值易于数字化输出等优良特性,为该产品的国产化实现提供了技术依据。