电子式互感器测量环节传输特性的研究

电子式互感器作为电力系统的一种新型二次设备,具有动态范围大、数据传输抗干扰能力强、测量精度高、线性性良好等特点,因而在现代电力系统及继电保护中发挥着重要的作用.在分析罗氏线圈电流互感器结构和测量原理的基础上,对其进行传感头和模拟信号处理系统的建模工作,推导了传递函数,研究了电网高次谐波及冲击电流两种电网畸变波形对电子式电流互感器传输特性的影响,并通过Simulink进行了定性、定量仿真分析,同时还分析了电子式互感器的结构参数对输入输出特性的影响.     

井下智能变电站电流检测系统研究

针对以电磁式电流互感器为核心的传统电流检测方式存在电流互感器安装与维护困难、占用空间大、精度低等问题,设计了一套以Rogowski线圈为传感头的井下智能变电站电流检测系统。详细介绍了积分还原电路、自适应放大电路的设计,并进行了系统稳定性分析及Rogowski线圈测试、线性度测试、频率特性测试和温度特性测试。测试结果表明,该系统具有较高的精度和良好的线性度。     

电子式电流互感器相位差研究

为了提高用于小电流测量的电子式电流互感器的精度,必须对传感头进行优化,主要解决传感头的相位补偿问题。针对用于小电流测量的电子式电流互感器的特点,对传感头部分所产生相位差进行研究,根据研究结果设计了一种以全通滤波器为基础的相位补偿电路,并给出仿真结果和试验结果。结果表明其精度能达到0.2级。     

采用Rogowski线圈测量雷电冲击电流

传统电磁式CT应用在高频大暂态电流测量中存在波形失真的不足,而Rogowski线圈可以较好地用于该类冲击电流幅值及波形的测量.通过对一个实际Rogowski线圈的动态特性进行理论计算并仿真,再与实测结果相对比.对比分析结果表明,Rogowski线圈在大幅度范围里对雷电冲击电流测量精度都能满足要求.     

电子式互感器高频数据采集与传输方案

针对当前电力系统电子式互感器采样率偏低,难以满足行波测距装置准确定位电力故障的问题,提出了电子式互感器高频信号采集与传输方案;电子式互感器内部为Rogowski 线圈,电网电流信号被其微分作用转换为小电压信号并附加了90°超前相差,设计积分电路补偿该相差;设计采样率为2 MSps的高频信号采集电路,FPGA通过LVDS接口读取采样数据,并进行幅值处理,最后利用大容量FIFO(先入先出单元)进行缓存;由于百兆网数据传输速率有限,利用FPGA设计吉比特光纤以太网传输特定格式报文,把电流数据传输至电力行波测距装置;解决了积分电路由于运放输入偏置电压带来的积分饱和问题,以及高速ADC输入量程小于输入信号幅值等技术难点;试验结果表明,高频信号采集及传输方案能够满足行波测距装置百米级别的测距精度要求,具有一定工程应用价值。     

线双折射对光纤光栅磁场传感器性能影响的理论分析

本文介绍了基于偏振效应的光纤光栅磁场传感器的工作机理。利用光纤光栅的偏振效应测量磁场可以克服以前传统测量磁场使用磁致伸缩材料不适合测量瞬态磁场的缺点,而且在传感头的设计上能够更加灵活。在传感头设计中,由于光纤本身存在的线双折射会对测量结果带来影响,为了明确双折射对光纤光栅磁场性能的影响,提高测量系统的准确爱,文中利用琼斯矩阵对光纤固有线双折射对传感器的测量特性的影响进行了理论推导和仿真分析,分别对稳态磁场和瞬态磁场受双折射的影响进行了仿真分析,为基于偏振效应的光纤光栅磁场传感器下一步实验研究提供了理论参考。     

全光纤电流互感器控制电路设计

论述了全光纤电流互感器检测和控制原理,以单片FPGA为控制核心设计了全光纤电流互感器信号检测与控制硬件电路,并对关键部件指标和检测控制方法进行了分析和讨论。结合前端光纤电流传感头搭建了全光纤电流互感器装置。经实验测试,其在额定一次电流100 A~4 000 A范围内均实现了0.2 S级测量准确度,满足电力电网对电流互感器测量准确度的要求。     

电力系统暂态电流测量方法

介绍了电力系统暂态电流的几种测量方法，论述了用带气隙的电流互感器，光纤电流传感器，空心Rogowski线圈等测量暂态电流的理论基础，方法以及国内外研究和应用情况。     

一种新型混合式电流互感器的研制

本文介绍了一种新型的混合式电流互感器,简要分析了电流互感器中传感头和锁相环MC14046B的结构,提出了对称温度补偿方法的原理,这种方法提高了测量精度,具有很大的实用性。     

电子式低功耗电流互感器的设计

根据电力系统电流测量和继电保护对电流互感器的不同准确度要求,设计了电子式低功耗电流互感器(电子式LPCT)。针对额定电流60A的LPCT进行了相关误差实验,结果表明:LPCT具有较宽的测量范围,一个二次绕组即可同时满足0.2级计量及5P20保护的要求,使得LPCT的尺寸较传统电流互感器(CT)大为降低。同时,LPCT满足IEC60044-8对温度稳定性的要求。     

电子式互感器性能检测及问题分析

电子式互感器主要应用于电力系统的电参量测量以及各种输出或者输入变频电量的电气设备的检试、检验和能效的评测。电子式互感器目前作为数字化变电站的重要设备之一,在保证整个电力系统的正常工作方面有一定的作用。本文围绕对电子式互感器的性能检测为中心进行展开,具体阐述电子式互感器的8项具体检测项目,并针对其中出现的问题提出具体的解决措施,旨在为实际的检测工作提供一定的理论参考。     

高性能PCB空心线圈电流互感器用于矿区电力系统的研究

高性能PCB空心线圈电流互感器为大截面结构,而理想空心线圈电流互感器要求为小截面结构。文章通过详细的理论分析和推导,解除了对截面大小的这一限制,得出大截面、高精度的PCB空心线圈电流互感器具有和理想空心线圈电流互感器相同测量原理的结论,为PCB空心线圈电流互感器的优化设计和在矿区电力系统中的应用提供了理论基础。实验研究结果表明,高性能PCB空心线圈电流互感器具有良好的测量精度、参数一致性、优异的工频暂态性能和抗电磁干扰能力,适应矿区的电力环境和电力系统进一步数字化的发展潮流。     

基于改进铁心材料的2000 A/5 A电磁式电流互感器性能仿真与分析

电磁式电流互感器一次电流变化范围的增大对电能计量的准确性提出了挑战。针对现有电磁式电流互感器在宽范围一次电流下的测量误差不能满足计量要求的情况,本研究首先介绍一种改进的铁心材料,并测量其基本参数,然后基于这种铁心材料设计2 000 A/5 A的电磁式电流互感器,最后通过仿真计算测量误差以及铁心磁场的分布。     

阻容分压型电子式电压互感器暂态特性研究

电力系统中各种高压开关操作或暂态故障工况均会产生极大的暂态干扰,对电子式电压互感器的暂态响应特性提出了更高要求。对220 kV气体绝缘开关设备(GIS)阻容分压型电压传感器的原理结构进行了研究,建立了电子式电压互感器等效电路模型。从系统仿真角度进行了变电站单相接地故障状态下电子式电压互感器的暂态特性研究,确定了低压臂电容与分压电阻的参数匹配是影响电压互感器暂态特性的重要因素,并进行了一次接地短路的暂态试验验证。仿真及试验研究表明,220 kV GIS阻容分压型电压互感器在单相接地短路故障工况下能够实时、准确地传变一次电压的暂态变化。该研究对提高电力系统运行的稳定性和可靠性,对促进电子式互感器在智能变电站复杂工况下的实践应用具有重要意义。     

高压计量箱检定系统研究

目前,高压计量箱的误差校验方法与其实际运行状态存在显著差异,如：计量箱工作在高电压、大电流状态下而校验是分别按照单个电压、电流互感器进行;实际上工作时,电流互感器和电压互感器因电磁场的存在而相互影响、电流互感器因高电压的存在而相互影响、电压互感器因大电流磁场的影响等,这些因素导致日前校验方法得到的数据不能准确反映其实际运行状态下的误差,不能对计量箱做出真实的性能评价,对保证电能贸易结算的准确与可靠带来不同程度的问题.本文提出一种针对高压计量箱的检定系统,采用三相法准确地模拟试品在现场运行状态下的实际误差,测得的数据真实、可靠.     

基于TMR磁传感器的电力系统大电流测量

针对传统电力系统大电流测量方法存在体积大、测量范围窄、数字化程度低的问题,提出了一种新型的基于隧道磁电阻（TMR）磁传感器阵列测量大电流的方法。叙述了TMR效应和传感器的测量原理,利用磁传感器测量输入-输出特性,推导出电流测量数学模型,建立了磁传感器安放拓扑结构,解决了三相电流磁场相互干扰情况下电流测量不精确问题。以10kV高压开关柜为基础,设计出一种实验系统对测量模型进行验证。对采集数据进行拟合分析,得到影响磁传感器测量精度的2个因素：传感器安放位置和测量范围。通过对安放位置进行优化,确定磁传感器最佳放置位置。计算结果表明：TMR磁传感器具有很好的精度,能够达到测量要求。     

10 kV用无源电子式电压传感器的应用研究

针对传统技术中采用电磁式CT互感器存在的不足,提出了适用于10 kV的无源电子式电压互感器。根据电压互感器的工作原理,介绍了10 kV无源电子式电压互感器在电能表检定装置方面的意义。进一步分析了无源电子式电压互感器在电力设备中应用的重要性和必要性,该技术能够有效地避免传统技术在电力线路信号传输和处理时带来附加误差,大大提高电能计量、保护和测量系统的精度,推进了电力系统朝向数字化、电子化、自动化、网络化的方向发展。实验表明,采用10 kV的无源电子式电压传感器与传统CT互感器相比,误差精度提高了10%以上。     

电子式互感器在线监测系统设计

电子式互感器主要应用于智能变电站当中,其内部并没有铁心,这样的设计既能消除磁饱和及铁磁谐振现象,同时还能够使得频率响应范围变宽,测量精度提高。电子式互感器的状态监测可以对在线运行的电子式互感器内部的各状态进行时时监视,以保证各参数在安全范围内运行,尽早消除运行设备发生重大故障的隐患,促进电子式互感器的工程应用,因而已经成为新的研究热点。本文阐述了电子式互感器在线监测系统的原理及设计方案,并对组成系统的各个部分进行了详细论述。     

电子式互感器在数字化变电站的应用

作为当前智能电网的重要设备之一,电子式互感器与传统互感器相比较,具备了诸多的优势(如绝缘更加简单、抗饱和能力更强、动态范围更广、占地面积更小、更利于数据的输出等)。本文基于两种类型电子式互感器的认识,即有缘电子式互感器与无源电子式互感器,对电子式互感器在数字化变电站应用过程中的优势及关键技术进行了系统的分析。     

一种改进的i_p-i_q无功电流检测方法研究

为了保证电力系统安全稳定运行,需要对电网无功电流进行补偿,因效果取决于无功电流检测的精确性和实时性,在三相电网电压不对称时,传统ip-iq检测法提取的无功电流存在相位差和延时问题,影响了无功补偿的效果。为提高检测精度,提出一种改进的ip-iq无功电流检测方法。改进方法通过对三相电源电压、电流的检测,并将信号延迟算法与幅值积分器相结合,提取被测电压、电流的正序基波分量,再经过简单的坐标变换即可得到无功电流。既避免了三相电网不对称时相位差的检测,又消除了低通滤波器产生的延时问题。采用MATLAB仿真软件进行了建模仿真。仿真结果表明,改进的ip-iq无功电流检测方法明显提高了检测精度和实时性。