采用主副印制电路板构造的Rogowski线圈性能分析及设计

Rogowski线圈在制造时，二次线圈是半手工绕制，线圈密度很难做到恒定，使得测量准确度不高，难以满足计量和批量生产的要求。文中提出了一种基于印制电路板的Rogowski线圈的新结构，二次绕组采用一块主印制电路板和若干副印制电路板制作，可以实现完全的生产自动化。推导了所设计的Rogowski线圈的互感和自感系数，介绍了制造的关键技术，并提出了运用“货币原理”实现Rogowski线圈的柔性设计和构造的新思路。实验结果表明，该Rogowski线圈的测量准确度高，能够满足计量和保护的双重要求，对Rogowski线圈的大规模生产和推广应用具有重要的实用价值和现实意义。     

一种基于印刷电路板的高准确度Rogowski线圈

半手工绕制Rogowski线圈的最大缺点是线圈密度很难做到恒定 ,使得测量准确度低 ,难以满足计量和批量生产的要求 ,为此提出了一种基于印刷电路板的Rogowski线圈的新结构 ,其二次绕组采用一块主印刷电路板和若干副印刷电路板制作 ,绕线分散均匀 ,可完全自动化生产 ,大大提高了Rogowski线圈的测量准确度。实验结果表明它测量准确度达到 0 2级 ,且能够满足计量和保护的双重要求 ,适合大规模的生产。     

钳形Rogowski线圈性能分析及误差补偿方法

基于钳形Rogowski线圈的互感器能够有效避免现场安装过程中的线路停电现象,减少停电损失。但是钳形Rogowski线圈测量过程主要受到气隙和一次导体偏心的影响,为研究钳形Rogowski线圈的性能,建立了气隙-偏心误差模型,充分分析气隙和一次导体偏心对线圈测量误差的影响,在此基础上提出了相应的误差补偿方法,并设计了一种基于校正PCB板的新型钳形Rogowski线圈,通过监测校正PCB板串联输出量,实现线圈的气隙自校准,从而实现测量误差的补偿。应用效果表明,设计的钳形Rogowski线圈测量准确度高,操作方便。     

新型传统Rogowski线圈的设计与研究

针对传统Rogowski线圈测量小电流存在的一些精度及灵敏度低等性能问题,提出一种具有高精度、高灵敏度结构的新型传统Rogowski线圈电流互感器。该互感器由一块印制电路板(PCB)和4个迷你版的传统Rogowski线圈组成。简单阐述了Rogowski线圈的基本工作原理,并对新线圈的结构与部件进行详细讲解。给出了新结构Rogowski线圈的互感系数、自感和电阻计算方法。通过Matlab软件分析线圈的幅频、相频特性,工频实验测试结果表明线圈具有良好的线性度,对小电流(100 A以下)测量的精度和灵敏度有较大提高,对进一步推广Rogowski线圈在电力系统中的应用具有重要意义。     

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。     

热膨胀对Rogowski线圈测量准确度的影响

Rogowski线圈主要用在测量交流电流、脉冲电流、电力系统中的暂态电流等方面.它具有输出功率低、结构简单、线性度良好等优点.当周围温度变化,热膨胀会改变线圈的截面面积.为了分析热膨胀对Rogowski线圈测量准确度的影响,引入了一个描述单位温度变化线圈感应电压的比率误差的参数,得出了计算热膨胀引起的电压比率误差的数学模型,分析了矩形截面线圈和圆形截面线圈以便于比较热膨胀对不同截面形状线圈测量准确度的影响.试验数据表明,电压的比率误差随温度的变化趋势与理论分析一致;由线圈的缠绕线和骨架引起的误差总和包括在测量误差之内.这对于设计高准确度的Rogowski线圈是非常有用的.     

方形截面Rogowski线圈的一致性分析

为分析Rogowski线圈大批量制造时的一致性特性,推导了方形截面Rogowski线圈的电气参数与结构参数的关系,并分析了主要电气参数对线圈输出特性的影响,基于成品线圈的端口参数测量,提出了一种基于端口参数的校正系数来提高大批量线圈一致性的方法。试验结果表明,采用该方法校正的Rogowski线圈具有较好的一致性,可与积分器随机匹配使用。此方法能有效提高大批量制造Rogowski线圈的一致性,降低了线圈加工过程中的精度要求,具有一定的应用价值。     

Rogowski线圈的结构与电磁参数的研究

电流互感器是电力系统中的重要设备,对电力系统的正常运行和精确计量起着十分重要的作用。随着国民经济的发展,各种供电电压等级不断出现,对电力系统的测量和保护准确度要求不断提高。Rogowski线圈主要用在测量交流大电流、脉冲电流、电力系统中的暂态电流等方面,它具有输出功率低、结构简单、线性度良好等特点。分析了3种不同截面形状(矩形、圆形和跑道形)的Rogowski线圈,针对不同截面形状的线圈建立了不同的数学模型,研究了Rogowski线圈结构参数(如线圈宽度、厚度和中心半径)和电磁参数(如线圈自感、互感和内阻)之间的关系。通过MATLAB软件对Rogowski线圈进行的仿真研究证明:从结构上来看,圆形截面的Rogowski线圈最优,跑道形次之,矩形最差。     

雷电流测量用PCB型Rogowski线圈研究

为提高雷电流测量用Rogowski线圈的准确度,文中提出了一种PCB型Rogowski线圈的设计原则。通过合理设计线圈参数与积分方式,解决了测量带宽与输出信号衰减之间的矛盾,并对设计的线圈以及积分器参数进行了仿真。在文中提出的线圈结构和积分方式下,峰值10 k A的8/20μs标准雷电流最大测量误差不超过2%。结果表明:所设计的PCB型线圈结合带补偿型二阶RC积分器,可以在保证频带的前提下保持较大的信号输出强度,且有较高测量准确度。     

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...     

方形骨架Rogowski线圈的性能分析

应用于电子式电流互感器的Rogowski线圈以其众多优点赢得了广泛关注,最具实用性的一种是方形骨架Rogowski线圈。为了研究提高该线圈测量准确度的设计策略,先从理论上建立其计算模型,仿真分析和实验了通流导体位置偏移和倾斜时的测量误差以及线圈的抗干扰能力;在此基础上指出:减小线圈的窗口会增强其抗电磁干扰能力,但导体位置变化带来的影响会增加,所以实际制作中应该综合考虑;将线圈布满直棒可以提高线圈测量准确度。这些结论可供Rogowski线圈的实际制作参考。     

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...     

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。     

印制板式Rogowski线圈研究

为了增强印制板式Rogowski线圈拾取感应信号的能力,有效提高其信噪比,将具有相同结构的Rogowski线圈顺次串联并分别获得顺串单、双面板Rogowski线圈后,分析了由单面板构造的顺串单面板传感器的计算模型和等效模型,对比研究了顺串单、双面板Rogowski线圈的阻抗、相频、自感系数和内阻等重要电气参数随着被测电流频率的变化特性,推导了顺串单、双面板Rogowski线圈的最佳阻尼电阻的计算模型,提出了用于判断顺串单、双面板Rogowski线圈测量脉冲大电流的结果有效性的方法及其判据。研究表明,取印制板线圈的顺次串联方式有利于提高传感器的信噪比。     

高压电子电流互感器Rogowski线圈优化设计

根据安培环路定律和法拉第电磁感应定律,导出了有源型高压电子电流互感器传感头重要组成部分的Rogowski线圈感应电压数学模型。通过建立装配间隙系数、线圈等效尺寸等概念,讨论了决定线圈互感值大小的各项结构参数,得到了依据互感梯度物理意义而提出的Rogowski线圈最优结构设计参数计算模型,即有约束非线性最优化问题。给出了Rogowski线圈结构设计的应用实例,在MATLAB上的计算仿真结果与实际情况相符合,为有源型高压电子电流互感器Rogowski线圈结构优化设计提供了一种理论依据。     

一种基于印刷电路板技术的窄带型空心电流互感器

空心电流互感器响应快、不存在磁饱和、成本低廉,是近年来广泛关注的一种电子式互感器。传统手工绕制的空心线圈无法完全满足理想空心线圈的基本假设,在准确度和稳定性方面存在一定缺陷,基于印刷电路板技术的空心线圈的出现有效解决了这一问题,先后有组合型和平板型两种结构被提出。笔者提出了一种印刷电路板空心线圈的窄带型结构,该结构作为上述两种结构的有效补充,适合应用于制作外形不规则的大尺寸空心线圈。相关试验表明,窄带型空心线圈测量准确度较高,应用前景广阔。     

一种电子式电流互感器的研制

针对传统电流互感器绝缘复杂、易饱和等缺点，研制了一套电子式电流互感器。利用Rogowski线圈作为传感头，经过A/D转换、电光转换，由光纤将一次电流信息传输到低电位端进行信号处理。数据采集采用多路数据采集系统，可以将Rogowski线圈测量通道信号、保护通道信号、传感头温度值以及供电系统电压值进行分时传输。整套装置测量准确度达到0.5%，并具有绝缘简单、动态范围广以及不会产生磁饱和等优点。