罗氏线圈与隧道磁阻复合的电流测试方法

针对车载微电网中电流频率成分丰富和电磁环境复杂的环境特征,为了实现车载微电网电流测试的问题,利用隧道磁 阻传感器低频特性好和罗氏线圈中高频特性好的优点,研究了罗氏线圈与隧道磁阻复合的全封闭式电流测试方法。 采用 Ansoft Maxwell 对屏蔽壳体的屏蔽效能进行了仿真分析,利用罗氏线圈和隧道磁阻传感器进行工频测试实验,并以钳形电流探 头作为基准完成标定,将标定后的传感器及测试系统进行微电网储能并/ 离网过程中的尖峰脉冲电流测试实验,进行了数据复 合处理。 实验结果表明,复合后的电流测试信号与钳形电流探头测量信号一致性好,特别是尖峰处误差减小,复合后脉冲电流 峰值相对误差减少到 3. 67%。 罗氏线圈与隧道磁阻两种传感器数据复合的电流测试方法对于装备的电气化测试具有重要 意义。     

罗氏线圈抗扰性能分析与精度改善

罗氏线圈电流传感器以其线性度好,体积小等优点在智能电网和电气设备的电流采样中得到越来越多的应用,但罗氏线圈电流传感器相比于电磁式电流传感器,在测量精度上略显不足,抗扰性较差。本文基于理论分析和电磁场仿真,深入分析外部干扰电流对罗氏线圈精度的影响,并提出改善措施。     

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。     

非均匀外磁场对罗氏线圈的干扰研究

相对现有罗氏线圈磁场分析方法,提出一种新的方法,分析外界非均匀磁场对罗氏线圈的干扰,根据相邻电力线在线圈远近两侧产生的感应磁场方向,将其分成两部分,分别分析,并求出产生总的感应电动势恒为零.从而得出在罗氏线圈截面积和匝数密度均匀的条件下,非均匀磁场不会对罗氏线圈产生干扰,通过仿真实验,得出结论:罗氏线圈结构理想时,外界磁场对罗氏线圈不产生干扰,罗氏线圈性能稳定、能够满足精度要求.     

电子式电流互感器电磁抗干扰仿真与测试

为提高电子式电流互感器电磁防护性能,对其进行等效电路建模仿真与试验测试。在隔离开关分合容性小电流试验状态下,搭建隔离开关分合模型,得出操作过电压和过电流的电流仿真波形,以此暂态电流信号为激励源,对罗氏线圈建立等效电路模型,仿真隔离开关分合操作时的罗氏线圈输出为高频信号,输出电压峰值高达680 V,导致采集单元中A/D转换器无法正常工作。最后针对罗氏线圈输出信号的特点,提出TVS管与RC低通滤波器相结合的电磁抗干扰措施,并对抗干扰措施进行建模仿真,结果表明瞬态电压峰值可降到0.6 V以下。通过对电子式电流互感器进行隔离开关分合容性小电流试验测试,测试结果证明了上述的建模方法及抗干扰措施的有效可靠性。     

基于罗氏线圈的室内电源负载电流检测电路设计

通过分析罗氏线圈的测量原理,设计了一款作为电流互感器的罗氏线圈及其信号调理电路,用以实时测量室内电源的负载电流。该罗氏线圈采用塑料圆环作骨架和漆包铜线为绕线,信号调理电路采用由新型低噪声的OPA 211构成的二级精密运算放大电路,其中,第一级运算放大电路将罗氏线圈感应出来的毫伏级电压信号加以放大,第二级运算放大电路采用钽电容作为积分元件,用以还原被测电流和对产生的干扰噪声信号进行滤波。实验结果表明:该罗氏线圈及其信号调理电路具有线性度好、测量精度高、制造成本低等优点,满足0.5级电流互感器工频电流测量要求,具有工程应用意义。     

VFTO作用下电子式电流互感器二次端口电磁特性仿真分析

电子式电流互感器凭借绝缘简单、体积小、重量轻、动态范围宽、无磁饱和等优良特性在变电站中得到了广泛应用。随着变电站电压等级的不断提高,开关操作过电压,尤其是隔离开关特快速暂态过电压(VFTO)对变电站电子式互感器的电磁干扰问题得到了越来越多的关注。分析了高压变电站VFTO产生和传播的物理过程,建立了电子式电流互感器罗氏线圈的高频暂态模型,得到了VFTO作用下罗氏线圈端口的信号波形。通过对比集中参数、分布参数以及实测的信号波形,证明分布参数模型可更好地反映罗氏线圈在VFTO作用下的高频特性。     

基于LMS的环型TMR阵列传感器滤波算法设计

针对环型TMR传感器阵列测量电流时易受外界环境的干扰,提出一种磁阵列自适应测量方法。根据毕奥萨伐尔定律分析环型磁阵列的测量原理。提出了一种基于最小均方根(Least-Mean-Squares,LMS)方法,为磁阵列测得的磁场强度设计自适应滤波算法,即将某一段时间的传感器测量磁场作为输入,并过滤外界的杂散磁场信号,能够实现对外界磁场的自适应屏蔽。进行了数值仿真分析和搭建了实验平台,验证了所提方法的正确性及有效性。     

非均匀外磁场对罗氏线圈的干扰研究

相对现有罗氏线圈磁场分析方法,提出一种新的方法,分析外界非均匀磁场对罗氏线圈的干扰,根据相邻电力线在线圈远近两侧产生的感应磁场方向,将其分成两部分,分别分析,并求出产生总的感应电动势恒为零.从而得出在罗氏线圈截面积和匝数密度均匀的条件下,非均匀磁场不会对罗氏线圈产生干扰,通过仿真实验,得出结论:罗氏线圈结构理想时,外界...     

外磁场对罗氏线圈的影响分析及验证方法

针对实际电流互感器工作环境,不存在均匀的外界磁场,提出一种分析外界非均匀磁场对罗氏线圈的干扰的新方法.根据相邻电力线在线圈远近两侧产生的感应磁场方向,将其分成两部分,分别分析,并求出产生总的感应电动势恒为零.从而得出在罗氏线圈截面积和匝数密度均匀的条件下,非均匀磁场不会对罗氏线圈产生干扰.针对于干扰情况文中提出两种改进...     

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。     

小型大电流Rogowski线圈设计及性能

为适应电流测量的新要求,介绍了一种针对高频大电流测量的小型Rogowski线圈。研究了线圈不均匀放置包括偏心放置和倾斜放置对电流测量性能的影响后提出了线圈屏蔽盒、线圈导线多层绕制和使用磁芯线圈等设计方案,并使用多种结构的线圈测量了电流波形,得到了大量的测试数据。对比国外标准电流测试探头测试数据改进设计,取得很好的效果,并证明了使用磁性材料利于满足线圈自积分条件,但使用磁性材料必须充分考虑工作频带和饱和磁感应强度,相比而言空心线圈的工作频带更宽。     

混合式光电电流互感器中Rogowski线圈传感头设计

针对传统电流互感器易饱和﹑绝缘复杂等缺点,介绍了一种混合式光电电流互感器传感头用于测量的新型空心电流互感器。空心线圈传感头(Rogowski线圈传感头)是由金属导线均匀密绕在一无磁性的骨架上做成的。它具有无磁饱和﹑绝缘方法简单﹑测量范围宽等优点。空心线圈传感头由于其感应机理和结构的原因,容易受到外界磁场和温度变化的影响。针对干扰磁场采取了屏蔽等措施,从材料和元器件选择上解决了温度的影响。并试做了一个传感头,试验结果表明,该传感头效果良好,达到了0.2%的精度。     

无取向立式磁屏蔽的性能分析和实验研究

本文基于P21c-M1磁屏蔽模型,对工频下不同电流激励无取向立式磁屏蔽和取向立式磁屏蔽的屏蔽效果进行对比分析,研究无取向磁屏蔽在变压器磁屏蔽中的适用性。本研究中,采用激励线圈精确建模的方式,从总损耗中分离出激励线圈负载损耗,从而得到较为准确的磁屏蔽构件的损耗值。实验和仿真结果表明,在相同电流激励下,由于两种硅钢片的磁性能差异,无取向立式磁屏蔽的屏蔽效果相较于取向立式磁屏蔽有微小的差异。     

一种三相组合型电子式互感器设计

提出了一种新型组合型电子式互感器。在考虑温度和磁干扰情况下,设计了采集相电流的罗氏线圈、采集零序电流的低功率线圈、采集电压的同轴电容分压器,以及处理信号的相位和幅值数值的二次转换电路,并试制了样机。样机试验表明,相序和零序电流精度分别可达到GB/T 20840.8—2007要求的1级和3级精度;相序和零序电压精度分别达到GB/T 20840.7—2007要求的1级和3P级精度。     

干扰因素对罗氏线圈精度的影响分析

在假设罗氏线圈绕制均匀的前提下,分析了在实际应用中的各干扰因素对其精度的影响,包括:磁场干扰、被测电流导体位置的偏心及倾斜等,为分析罗氏线圈在实际使用中的精确度提供了理论支持。计算结果表明,各干扰因素均会一定程度上影响罗氏线圈的精度,其中,被测导体位置的倾斜对其影响最大。     

无线充电用磁屏蔽材料

随着近代无线充电技术的兴起,无线充电设备中磁屏蔽材料受到了日益广泛的关注。磁屏蔽材料在无线充电系统中能够增强线圈感应磁场,具有较高的磁性收敛效果;同时屏蔽金属导体对线圈磁场的衰减干扰,防止磁能的损耗,提高充电效率。对MnZn铁氧体、NiZn铁氧体、非晶合金和纳米晶合金四种无线充电磁屏蔽材料进行了分类综述,简单介绍了各类材料的发展历程以及在磁感应式无线充电领域的应用情况。最后比较性能上的差异,提出无线充电磁屏蔽材料发展所面临的问题,分析了该领域未来发展的趋势。     

现场校准用磁调制式直流电流比较仪磁屏蔽结构仿真研究与设计

直流电流互感器现场校准存在较强的电磁干扰和其他不确定的环境因素,因此现场校准用直流电流标准器不仅需要具有较高的测量准确度,还要具备较强的抗电磁干扰的能力。首先利用ANSYS软件对用于现场校准标准器的磁调制式直流电流比较仪磁屏蔽结构进行了建模仿真,分析了屏蔽层厚度、屏蔽材料的磁导率以及气隙对屏蔽效果的影响。根据仿真结果,完成了直流电流比较仪磁屏蔽结构的设计。其次,通过仿真分别分析了无磁屏蔽结构和有屏蔽结构条件下,母线偏心和邻近外导体所产生的干扰磁场对直流电流比较仪测量准确度的影响。最后,完成了额定参数为5 000 A:5 A的直流电流比较仪样机的研制,并通过测试验证了仿真设计的有效性,所研制的直流电流比较仪整体准确度达到0.005级的应用要求。     

雷电流传感器低频相位补偿方法研究

雷电流的幅值和陡度是评估电力系统过电压和电子设备电磁兼容性的重要参数。因此,用合适的传感器测量雷电流的波形是必不可少的。利用自积分式罗氏线圈作为雷电流传感器,介绍了工作原理和特点。此外,为了提高自积分式罗氏线圈雷电流传感器的精度,提出了低频相位补偿法的设计过程和电路结构,实现了低频相位补偿。仿真和试验结果验证了低频相位补偿法可以提高自积分式罗氏线圈雷电流传感器的测量精度。     

新型螺旋管空心线圈电流互感器

空心线圈电流互感器无磁饱和,但感应信号小,易受外界电磁干扰。为解决此问题,提出一种新型螺旋绕线串接结构的空心线圈传感头,其互感系数大并能有效抗外界电磁干扰。文中介绍了其基本结构和工作原理,建立相应的数学模型,详细论述其电磁参数的计算方法,对自制的实验模型进行了线性度与抗干扰测试实验,对其频率特性进行了仿真分析。实验和仿真结果表明,其线性度好、抗干扰能力强、响应速度快、测量频率范围宽、动态范围大,理论上可以满足用于电力系统的电流互感器的要求。