罗氏线圈的频率特性分析与传感器的设计方法

研究了Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,在分析已有传感头信号处理方法的基础上,总结出利用终端电阻值来调整线圈的阻尼率,从而将传感头的频率响应分作三个特征区域,后继信号处理电路的设计针对各频段特性分别进行处理;文中给出了一种新型结构的自积分与外积分复合式罗氏线圈积分器的设计过程和参数选取方法,在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带拓宽到线圈的自然谐振频率.仿真与实验验证了这种新型的罗氏线圈传感器可工作在从工频到高频的大带宽测量范围.     

复合式罗氏线圈在RSD开关测量中的应用

分析了自积分及外积分罗氏线圈典型方程及条件,提出一种自积分与外积分相结合的复合式罗氏线圈设计方法,给出了电路模型及参数。在微秒级反向导通双晶复合管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)脉冲功率系统中进行实验,结果证明,复合式罗氏线圈很好地再现了RSD电流波形,纠正了传统自积分或外积分罗氏线圈的缺陷,在提高测量精度的同时,扩宽了传统罗氏线圈的应用范围。     

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感器,并通过冲击电流实验对传感器进行实验验证。仿真和实验结果表明,所设计的多罗氏线圈并联外积分传感器能够正确还原雷击时刻流经杆塔枝干的雷电流波形,误差小于2%,动态特性符合实际测量要求,验证了理论结果的准确性,且所设计的电流传感器在实际雷电监测系统中得到了应用。     

RSD开关状态电流测量

简要介绍了反向导通双晶复合晶体管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)的开关工作原理,在分析RSD脉冲发生电路的基础上,得出RSD状态电流表达式.详细分析了用于状态电流测量的罗果夫斯基线圈(Rogowski Coil)传感器在自积分和外积分两种工作状态下的相位误差.在理论分析的基础上,根据RSD开关状态电流测量的实际情况,提出了利用罗果夫斯基线圈传感器外积分工作状态测量RSD开关电流的方案.实验结果与理论分析相符.实际运行情况表明,该电流测量方案能对RSD开关状态电流进行快速、准确和可靠的测量.     

基于复合积分罗氏线圈的过电压监测方法

基于套管末屏间接式过电压监测方法的思路,提出一种基于复合积分罗氏线圈的过电压监测方法。该方法通过测量电容式套管末屏抽头电流并积分以求得待测电压。在分析工频过电压、操作过电压以及雷电过电压作用下套管末屏抽头电流幅值及频率特性基础上,针对现有罗氏线圈电流传感器的不足,设计了复合积分环节。该复合积分环节由有源积分环节、无源积分环节、高通滤波环节以及罗氏线圈高频自积分环节组成,通过各环节频率特性的相互配合而达到了扩频目的。在此基础上,研制了复合积分罗氏线圈电流传感器,其测量频带范围为30 Hz到3.23 MHz,灵敏度达到100 mV/A,满足过电压下套管末屏电流测量需求。现场测试结果表明,运用该方法可对常见过电压进行准确检测,波形还原效果较好。     

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。     

非晶丝单磁芯双线圈多谐振荡桥弱电流传感器

对采用非晶丝单磁芯双线圈多谐振荡桥制成的弱电流传感器进行了研究：对传感器的工作原理进行了分析,对传感器的信号处理电路进行了设计。它可用于对小的直流及交流信号进行测量,传感器灵敏度优于 １０ｍＶ／ｍＡ,量程为±５０ｍＡ,非线性误差优于１‰Ｆ·Ｓ,其－３ｄＢ带宽为ＤＣ～３ｋＨｚ,分辨力５μＡ,精度０．２％。     

基于巨磁阻效应的高性能电流传感器及其在智能电网的量测应用

智能电网需要先进传感测量技术的支持。为此,针对智能电网中的电流测量需求,介绍了基于巨磁阻效应的高性能电流传感器,包括传感器系统结构、磁环、巨磁阻传感芯片、信号处理电路等的设计,以及对温度稳定性、电磁兼容性的设计。实验结果表明,所设计的基于巨磁阻效应的高性能电流传感器在对电网中暂态电流、直流电流、泄漏电流、电晕电流的测量中表现出良好的性能,实现了对带宽直流到10 MHz、幅值1 m A至1.6 k A的电流的精确测量。相比其他电流测量装置,基于巨磁阻效应的高性能电流传感器具有体积小、灵敏度高、成本低、测量范围大、可集成度高等综合优势,适应了智能电网的测量需求。最后,提出了后续研究方向。     

基于电阻取样法测量变压器中性点直流电流的传感器设计与应用

基于电阻取样法设计了用于测量中性点直流的直流传感器。基于电阻取样法的测量原理和双积分型A/D转换器调理电路工作原理,实现了变压器不停电安装中性点电流在线监测装置。设计的直流传感器输出特性与温度基本呈线性关系,便于在线对传感器进行校正。当测量电流大于10 A时,其测量误差为2%;当测量电流小于10 A时,其测量误差小于0.2 A。设计的直流传感器成功运用于现场测量,监测数据表明其运行可靠。     

脉冲电流测量线圈的理论分析与实验研究

从脉冲电流测量线圈(Rogowski Coil)测量电流的工作原理入手,探讨了两种不同电流信号(纳秒级信号和微秒以上信号)的测量方法(自积分线圈和外积分线圈)及理论.结合实际需求,设计了一个自积分Rogowski Coil,通过对线圈的标定,说明线圈符合要求.由此得出,在一定的测量精度下,完全可以使用自积分和外积分的Rogowski Coil来测量脉冲大电流.同时也指出了制作测量线圈时应考虑的几个问题.     

基于对角隐式Runge-Kutta法的新型数字积分器研究

数字积分器是基于空心线圈的电子式电流互感器的重要环节之一。对此文中基于对角隐式龙格库塔法提出了一种新的拓展梯形数字积分算法。为提高新型数字积分算法的积分精度,采用复合积分并推导出了不同采样频率下的通用新型数字积分器的传递函数。由于新型数字积分器的传递函数中含有分数延迟项,因此采用FIR和IIR两种滤波算法对其进行仿真分析。MATLAB仿真结果表明,新型数字积分器在低频段的性能要优于梯形数字积分器,可为基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分环节提供一种全新的设计方法。     

过补偿型积分器在冲击测量技术中的应用

介绍了作者所研制的一种过补偿积分器,由它可组成微分积分的分压系统,用以测量雷电冲击或GIS中的快速操作冲击电压,计算和实验工作表明,这类积分器具有优良的工作特性,与罗哥夫斯基线圈相配合,也可用它测量冲击电流。     

一种实用的电子式电流互感器研制

本文对于电子式电流互感器传感头采用的模拟积分调理电路存在的缺陷,提出了实用改进型模拟积分器,降低了模拟积分器的积分漂移,提高了其抑制低频噪声能力。研制了由Rogowski线圈和改进型积分电路组成的实用电子式电流互感器,并对其进行了整体性能测试,得到了较好的效果。     

Rogowski结构电子式电流互感器复合误差的检测方法

随着电子式电流互感器(ECT)的广泛应用,探求精确、便于现场实现的电子式电流互感器误差检测方法十分必要.本文提出了一种Rogowski结构电子式电流互感器的复合误差检测新方法.通过对Rogowski线圈输出信号的积分还原的深入分析,利用传递函数对比了硬件积分和软件积分两种方案的优缺点,提出采用希尔伯特变换的数字积分,并...     

罗氏线圈电子式互感器软件积分中高次谐波问题研究

目前在智能变电站中,应用较多的是罗氏线圈电子式互感器。在对信号进行积分还原过程中,由于硬件积分存在精度以及器件寿命等问题,所以目前许多厂家依旧采用软件积分的方式来实现,由于软件积分是一种离散积分器,因此其积分特性必然会受到采样频率与高次谐波带宽之间的限制。通过某一变电站投运过程中的事故及虚拟仿真,针对目前软件积分存在的一些问题进行深入研究,得出软件积分中,高次谐波还原的带宽限制条件,以期解决目前由于软件积分还原所带来的一些问题。     

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.     

Rogowski线圈典型外积分电路暂态性能比较与仿真

应用于电力系统的Rogowski线圈一般工作在微分状态,采用外积分电路后,可对暂态电流作出较好的反映,便于分析故障信息。比较了Rogowski线圈在有源和无源外积分电路条件下直流分量、周期分量的响应,以及综合分析其性能。并用Matlab软件仿真,分析和仿真结果表明,理论上有源外积分电路更适合对电力系统暂态电流的检测;而无源外积分电路的输出信号对输入信号的跟随性是有条件的(RC取值较大),且对电力系统暂态电流的检测误差比较大,无源外积分电路只适合对灵敏度要求不高的场合。     

Rogowski线圈用新型积分电路设计

为良好测量故障稳态、暂态电流,在分析积分器特性的基础上,设计了一种Rogowski线圈用新型积分电路.该电路利用电压串联型负反馈放大电路正向输入阻抗大的优点,结合减法器原理,通过分别对信号、地积分后2级相减的方式,达到理想的积分、消除零漂效果.利用在Simulink环境下搭建电路模型的方法进行仿真,在加入运放失调电压等干扰信号的条件下,对比了Rogowski线圈用电压并联型负反馈积分器和新型积分电路对电流故障暂态信号的跟踪效果.仿真结果表明,新型积分器能够真实地反映故障稳态、暂态电流,有效地抑制了积分器零漂对传感元件的干扰.     

电子式电流互感器的积分器技术

基于Rogowski线圈的电流互感器与传统电流互感器相比具有广泛的应用前景,但Rogowski线圈的自身特性以及后续信号处理电路一直影响着电子电流互感器的测量精度.对Rogowski线圈的积分算法进行了研究,分别叙述了模拟和数字两种算法及其实现形式,设计了新的积分器,以进一步改善积分环节,提高电子电流互感器的测量精度.设计了数字积分器,其精度可满足IEC60044-8标准0.2级要求.