用于气体绝缘开关的新型空心线圈电流互感器

新型空心线圈电流互感器具有无磁饱和及动态范围宽等优点，与传统的电流互感器相比有着明显的优势。文中介绍了一种可用于220kV气体绝缘开关(GIS)的新型空心线圈电流互感器，互感器以Rogowski线圈为传感头，以FPGA为核心构成数字变换器，采用数字积分技术还原被测电流波形。文中给出了空心线圈电流互感器的原理、结构及实验结果。温度及电磁兼容等试验表明，该互感器性能稳定，满足电子式电流互感器标准(IEC60044—8)精度(0．2级)要求。     

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。     

应用于GIS保护及监测的罗氏线圈电子式电流互感器

论述罗氏线圈电子式电流互感器研发工作中各环节的误差、干扰及处理措施，提出温度变化时骨架、线圈的变化差异及复合影响的分析方法．采用线圈的温度老练方法使其尽快达到稳定状态。采用罗氏线圈新型回绕线技术和严格的线圈绕制工艺，保证了罗氏线圈的抗外界磁场干扰性能。对于样机进行了大量的实验检验．证明回绕线是一个非常有效的抗干扰措施．按照本文方法制作的罗氏电流互感器满足0.5级准确度要求，完全可用于电力系统的保护和监控.     

基于空心线圈互感系数自校验原理的大电流校验系统

对保护用电流互感器在大电流时的性能进行校验时一般采用含铁芯的电磁式互感器作为标准。但电流较大时,电磁式互感器铁芯体积大、制造困难,且剩磁现象严重,导致其误差变大。为此,提出了一种基于空心线圈互感系数自校验原理的交流大电流校验系统。在小电流时,该系统利用铁芯线圈的输出来校正空心线圈的安装等外界因素可能造成的误差。由于空心线圈的线性度好,校准后的空心线圈可作为大电流校验时的电流标准。空心线圈的输出需要积分还原,采用基于直流负反馈原理的数字积分算法,有效克服了传统模拟积分电路和数字积分的零漂、时漂和直流偏移问题。测试结果表明,该系统在电流500 A~50 kA范围内可达到0.1级的准确度。     

空心线圈电流互感器的输出波形质量测试

传统电磁式电流互感器具有较高非线性特征,在低压小电流状态下检测互感器传变特性,波形中存在大量波纹,波形质量较差。提出小电流下空心线圈电流互感器输出波形质量测试方法,设计了印制电路板(PCB)空心线圈电子式电流互感器,对互感器传变特性检测方案实施设计,从T型积分器参数选择对电流互感器实施优化设计,确保其输出波形质量较优,实现暂态控制。对T型积分器低频动态性能实施改进,符合TPE级电流互感器最高峰值瞬时误差低于10%时,确保积分器上限截止频率最高。实验结果表明,所设计电流互感器输出波形检测结果在合理区间内,降低空心线圈内径可降低干扰互感器输出电压波形空间电磁场区域,数字化操作可确保PCB空心线圈电流互感器输出波形内纹波量显著降低,增强波形质量。     

空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的适应性分析

为了系统地分析空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的影响,针对具体的互感器物理结构,采用理论、实验和仿真分析的手段,研究空心线圈电流互感器传感头和整体的频率特性和暂态特性。揭示了互感器较宽的频带特性有利于提高继电保护性能,频带宽度主要由Rogowski传感头和信号处理电路特性参数决定;暂态电流的测量误差关键取决于互感器对衰减非周期分量的刻画能力,即主要由非周期分量衰减时间常数和积分单元特性参数决定。最后,进一步从结构设计和测试标准方面提出空心线圈电流互感器应用于继电保护系统的适应性措施。     

空心线圈电流互感器传变特性实验研究和分析

为了精确评估空心线圈电流互感器的传变特性,设计了空心线圈电流互感器精确度、饱和特性、频率特性和暂态特性的测试方案,根据互感器的结构模块设置测试点,研究各单元部件和整机的特性。提出采用"额定准确低限值一次电流"下的"总谐波畸变率"指标,评价空心线圈电流互感器在小电流时的输出波形质量。实验结果表明,空心线圈电流互感器大电流时线性度好,小电流时易受干扰的影响,互感器频带受限于传感线圈参数和信号处理电路的相频特性,对故障暂态电流和励磁涌流的传变误差主要来源于衰减直流分量的测量误差。研究方法为厂家产品设计和改良、相关测试标准的改善提供参考。     

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。     

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...     

小电流下空心线圈电流互感器的输出波形质量测试

为了给生产厂家产品设计和改善提供依据,对小电流下互感器输出波形质量进行测试.介绍了空心线圈的结构和工作原理,对互感器输出波形进行采集.将一台220 kV GIS用互感器作为实验仪器,在小电流下对互感器输出波形精度、暂态饱和性和稳态性进行测试.发现小电流下,空心线圈传感头输出受干扰的影响较大,而积分放大单元和相位补偿单元输出信号受干扰程度不大;在小电流下,一定程度上会导致电流互感器出现局部暂态饱和,但不会长期保持;小电流下容易受到外界环境的干扰,导致不同时刻输出电压相差较大,互感器输出波形不稳定.     

GIS用空芯线圈电流互感器及运行分析

介绍了110 KV气体绝缘开关(GIS)用空芯线圈电流互感器的原理及构成,将无磁饱和、频带宽、无剩磁的空芯线圈用于GIS中测量电流,具有体积小、可靠性高等突出优点。实际挂网的空心线圈电流互感器通过了0.2级的型式试验。挂网运行数据分析表明其满足实际应用要求。     

空心线圈电流互感器的特点及其在保护装置中的应用

介绍了空心线圈电流互感器的工作原理和特点,设计了适于此种互感器的交流采样和处理电路,详细介绍了软件的处理过程.理论分析和试验结果证明空心线圈电流互感器具有体积小、线性度好、频带宽、无饱和等优点,特别适用于微机测量和保护的需要,已成功应用于矿用磁力起动器综合保护装置.     

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。     

应用于断路器中的光供电式空心电流互感器

介绍了一种应用于断路器中的光供电式空心电流互感器的原理、结构及性能。提出采用光纤在高、低压侧间传送测量信号及其高压侧所需要的能量,绝缘结构相对简单,将空心电流互感器组合在断路器中可减小设备占地面积和体积。所研制的电流互感器采用基于印刷电路板的空心线圈的结构,线圈二次绕组无需手工绕制和电阻调整;并对额定电流20 A,300 A及3 000 A的样机分别进行了测试,结果表明该系列电流互感器计量准确度均达到0.2S级,保护准确度为5P20。     

Characteristics analysis of superconducting power transformer without iron core

With the progress of superconducting wires for ac power use, research on superconducting power transformers is increasing. These transformers can be divided into two types: the iron-core type [1, 2]; and the air-core type [3–9]. The latter type has such advantages as absence of iron losses and magnetic saturation, and greater possibility of reduction of size and weight. However, the air-core transformer has a large magnetizing current due to the absence of iron core. Hence, research has been carried out on the possibility of using the air-core transformer also as a shunt reactor in a power transmission system. However, the operating characteristics of the air-core transformer, such as voltage regulation and reactance voltage, are not clear at present. In this paper, the equivalent circuit without losses is proposed first. Since this equivalent circuit is expressed by means of the magnetic coupling factor and self-inductances of windings, the effect of these parameters on the transformer characteristics can easily be investigated. Then, based on this equivalent circuit, the per-unit expressions for the air-core transformer characteristics are derived and the characteristics are analyzed in detail. The validity of the theoretical results are confirmed by experimental results obtained by the use of an experimental superconducting transformer.     

Accurate evaluation of the magnetic field strength of largesubstation air-core reactor coils

A circular cylindrical conductor segment is a basic modeling element of substation air-core reactor coils. The analytical expressions for evaluating the stationary and quasi-stationary magnetic field strength of a segment are derived. In the derivation, a surface source model is developed to substitute the given volume current distribution by equivalent surface sources. The magnetic flux density of sample coils is calculated by using the derived equations. The results are compared with those obtained by the finite element method. Good agreement is observed. The derived equations are very useful for solving problems that involve the accurate calculation of the magnetic field distribution around a coil, the magnitude of forces on a coil, the current distribution in the conductors of a coil and the inductive properties of a coil     

表征开口式电流互感器工作原理的解析模型

传统电流互感器一般采用闭磁路铁心设计,但受铁心材料存在磁饱和的限制,其在一次电流回路发生短路故障时,出现的直流电流分量会严重影响电流互感器的性能,导致其测量电流值的误差可能非常大。开口式电流互感器通过在磁路中引入空气隙,大大增加了磁路阻抗,可有效避免铁心饱和对电流互感器性能的影响。从开口式电流互感器的基本磁路和电路时域方程出发,建立了考虑二次侧负载效应时表征开口式电流互感器工作性能的解析模型。讨论了开口式电流互感器的不同参数对其工作性能的影响。所建立的解析模型,对实现测量用电流互感器与保护用电流互感器的兼容,以及提高用于电能表在线检测的钳形电流互感器测量准确度,均具有理论指导价值。     

螺线管空心线圈电流传感器的研究

提出了一种用于测量小电流、带补偿线圈的新型螺线管空心线圈电流传感器,阐述了螺线管空心线圈的基本结构,分析了其结构参数对电磁参数的影响,给出了相关参数的计算公式.螺线管空心线圈输出电压较小且与被测电流相位相差90°,需增加积分电路,以放大输出电压信号并保证相位的一致.利用Matlab对线圈动态特性随参数的变化情况进行了仿真,给出了相应的幅频、相频特性.制作了实验模型,并进行了相关的实验,给出了实验数据,验证了理论分析和实验结果的一致性.实验数据表明该新型带补偿线圈的螺线管空心线圈精度高,线性度较好,抗电磁干扰能力强.