PCB空心线圈电流变换器性能分析

当前微机保护装置以及电子式电能表采用的都是传统的带铁芯的电流变换器,传统的电流变换器存在磁饱和问题,因此测量动态范围窄。提出的PCB空心线圈电流变换器二次线圈采用对称设计,以保证最大限度地消除外界电磁干扰造成的误差。对影响电流变换器测量准确度的各种因素进行了分析,提出了改进措施和办法。制作了样机进行了实验验证,结果表明:PCB电流变换器达到了一定的测量准确度,在较大的动态范围内具有良好线性度,且响应速度快。     

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。     

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。     

空心线圈电流互感器性能分析

空心线圈电流互感器的原理、结构及输出信号等与传统的电磁式电流互感器有很大不同，其性能易受外界磁场及环境温度等因素的影响。该文对影响空心线圈电流互感器性能的磁场及温度等干扰因素进行详细分析，在理论分析的基础上提出相应的改进措施，并研制了一台220kVGIS用空心线圈电流互感器，给出了实验结果。实验表明，改进后的空心线圈电流互感器受环境温度及外界磁场的影响很小，且具有较好的频率特性和暂态特性，互感器满足0．2级精度要求。     

空心线圈模拟积分器时间常数定量分析

采用空心线圈的保护用电子式电流互感器,积分器时间常数是影响其稳态与暂态准确度的关键因素。从模拟积分器传递函数入手,分析影响互感器采集系统准确度的多种因素,获取采用空心线圈的保护用电子式电流互感器积分器积分时间常数的定量选取方法,并通过试验验证了该方法的合理性。     

PCB空心线圈位置误差分析与控制

PCB空心线圈采用CAD方法设计和先进的PCB加工工艺制造,具有很好的测量精度和参数一致性,但是,线匝密度较小,而且截面上磁感应强度梯度较大,从而影响了线匝沿圆周均匀分布的连续性,使其具有了离散分布特征。该文基于线匝的离散分布特性建立了PCB空心线圈位置误差的数学模型,并进行了详细分析。结果表明,线圈结构参数(匝数和环径比)和位置参数(偏心距和倾斜度)是影响PCB空心线圈位置误差的主要因素。由此提出了位置误差的控制措施,为PCB空心线圈的优化设计和应用提供了理论基础。     

PCB型空心线圈电流传感器处理电路研究

提出了一种具有新结构的PCB(Peripheral Component Intereonnection)型空心线圈电流传感器.由于不含铁磁材料,其本身不存在饱和问题,因此其动态测量范围大,且其本身采取了有效的抗干扰措施,能有效地避免外界磁场的影响.针对该新型电流传感器,分别提出了模拟和数字2种处理电路,并给出了相应的抗干扰措施.对PCB型空心线圈电流传感器与模拟处理电路组成的测试回路进行了抗干扰实验和测量准确度实验,实验结果证明了其采用的抗干扰措施的有效性.     

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。     

新型PCB空心线圈电流互感器的设计与研究

为了进一步提高传统空心线圈的互感系数及其稳定性,以获得高精度的测量结果,提出一种新型PCB板空心线圈电流互感器。它具有全新的物理结构,通过其自身采取的抗干扰措施能够有效的抵抗外界的电磁干扰;并且,经过简单的组合即能有效地提高其互感系数。分析了新型PCB板空心线圈电流互感器的传感原理及抗干扰机理,给出了在不同电流级别下PCB空心线圈的结构以及一次导线的摆放特点,并针对其中一种设计结构制作了实际模型,进行了线性度与抗干扰能力测试,结果表明:额定电流为100A时,其测量准确度达到了0.2级,且具有较强的抵抗外界电磁场干扰的能力。     

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。     

基于正交试验的空心线圈偏心误差影响因素敏感性分析

空心线圈偏心误差影响变电站保护、测量和计量单元功能的实现。为了研究偏心误差影响因素敏感性,建立线圈传感模型,计算理想情况下的线圈互感;针对绕组均匀和不均匀这2种情况,分析了互感和偏心距离、不均匀度、相对位置的关系,仿真结果表明如果载流体不偏心,则不均匀度不会影响偏心误差,否则偏心误差将随着各影响因素的变化而变化。提出基于正交试验法的影响因素敏感性评价方法,通过方差分析研究各影响因素的敏感程度,试验结果表明,各影响因素对偏心误差均有显著影响,其中偏心距离的影响程度最大,不均匀度的影响程度最小。     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分器技术

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节之一。分别论述了三种积分器的设计与实现,并对其性能进行了比较:用模拟电路实现的积分器不但在测量稳态电流上有很高的精度,还能较真实地反映故障电流的暂态过程,能稳定可靠地应用于测量、保护等实际工程领域。用数值算法实现的积分器由于其精度与算法实现问题,还需进一步研究与完善。采用集成芯片构成的数字积分器适用于计量系统,但在保护系统中使用具有一定的局限性。     

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...     

基于多层PCB罗氏线圈的精密冲击电流测量装置

为准确评估防雷设备性能,冲击电流测量装置的测量精度和响应特性至关重要,因此文中提出了高频性能好、抗干扰能力强、灵敏度足够大的多层印刷电路板(PCB)罗氏线圈设计方案。文中分析了雷电流波形的频率范围以及罗氏线圈的传变特性;依据罗氏线圈尺寸、匝数与线圈频率特性之间的关系曲线,确定了线圈的结构尺寸;设计了新型屏蔽和信号输出方式,增强抗干扰能力。通过增加线圈厚度和串联线圈的方法,增大输出电压灵敏度。根据标准要求,进行测量装置的动态特性、标准雷电流测量误差以及线性度试验研究。试验中测量装置响应时间小于90 ns,相对过冲小于10%;与标准Pearson线圈比对,峰值误差小于0.2%,时间参数测量误差小于0.3%;5~40 kA电流范围内,测量装置线性度约为0.3%。试验结果表明研制的冲击电流测量装置具有良好的高频电流信号测量能力。     

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.     

基于Rogowski线圈和数字信号处理的交流电流测量

在继电保护系统中常需测量一次侧大电流。电力系统中,一次侧电流变化范围很大,传统的方法难以满足要求。将Rogowsk i线圈和数字信号处理技术有机的结合,实现了在大电流范围内进行高准确度的测量。Rogowsk i线圈不饱和特性使之能够测量大范围的电流,结合数字信号处理的无零漂积分器的测量方法,消除了模拟信号调理电路的零点漂移,并把其非线性因素影响降低到比较低的水平,它测量大电流具有较高的准确度,实现简单,是一种测量宽范围变化的交流电流的较为理想的选择。