反串式平面空心线圈电流传感器设计与性能分析

电网工作人员常带电设施作业,导致触电事故的现象时有发生,亟须合适的电场测量及安全预警装置。根据此类需求设计了一款基于空心线圈的新型传感器,为实际复杂工况下的电场测量提供新的解决方案。首先研究输电导线上的电流与其附近磁场强度的规律以及反向串联结构测量原理,结合合适的积分电路得到传感器在微分工作状态下的最优设计。然后根据电场测量反演规律,设计空心线圈型高频带电流传感器。最后通过分析空心线圈传感器的稳态和动态响应性能,验证了所设计的空心线圈传感器具有较宽的频带和测量范围,能有效抵御外界磁场干扰,且暂态与稳态响应性能满足实际需求。

基于小波分析的空心电抗器匝间短路磁场探测方法研究

为了解决目前干式空心电抗器匝间短路检测方法灵敏度和准确度不足的问题,根据故障发展期探测线圈感应电压的异常变化,提出一种新的基于小波分析的空心电抗器匝间短路磁场探测方法。首先,对电抗器故障发展期探测线圈电压信号进行仿真分析,得到电抗器不同位置匝间短路时探测线圈信号变化特征。再基于信号分解小波系数中有用信号与噪声相对比值最大的原则,逐层自适应选取最优小波基函数,利用小波变换对信号进行阈值去噪,提取故障特征量从而实现对电抗器匝间短路发展期及时准确地判断,避免故障进一步发展。通过搭建电抗器匝间短路故障检测系统实验平台,验证了基于小波分析磁场探测法的灵敏度和可靠性,为电抗器的安全稳定运行提供有效保障。

基于Helmholtz的低感抗电子束偏转扫描线圈仿真

为了提高电子束偏转扫描频率和磁场均匀性,采用Helmholtz空心线圈结构设计了一种低感抗电子枪偏转扫描线圈。采用ANSYS有限元分析软件对偏转扫描线圈的电磁场分布进行仿真,并采用高斯计对线圈内部的电磁场进行了测量,仿真结果与实际测量值基本吻合,线圈内部的磁感应强度大小和电磁场分布的均匀性可以满足电子束高频偏转扫描的要求。实际扫描试验表明,该线圈实现了两点电子束高频偏转扫描,扫描频率可达30 k Hz。

隔离开关操作下空心线圈输出特性研究

隔离开关分合引起的暂态过程是影响空心线圈电流互感器(Rogowski Coil Current Transformer,RCT)现场投运可靠性的重要原因之一,文中将空心线圈视作均匀传输线,建立了分布参数模型,模型中微元数量根据高频暂态电流的频谱来确定,分布电容的计算采用Ansoft 3D Maxwell环境有限元解析的方法,同时建立了隔离开关操作影响模型,包括线路模型以及动作模型,设计了隔离开关状态判定逻辑。仿真结果表明,高频暂态电流的频谱范围覆盖1~40 MHz,以10 MHz分量最大,实测结果表明基于分布参数模型的空心线圈输出结果能够较好地复现实测波形。试验结果证明了空心线圈分布参数建模方法的有效性。

66 kV干式空心并联电抗器线圈故障与整改预防措施

66 kV并联电抗器在电力系统中用以补偿容性无功、调整运行电压。针对并联电抗器线圈在运行过程中存在的典型故障和隐患问题,本文运用全过程技术监督手段对其进行了分析与研究,旨在提升干式空心电抗器的本质安全水平,延长设备的使用寿命。

空心线圈电感的计算与实验分析

介绍了体内微机电系统空心线圈电感的计算,主要对非同轴的线圈互感计算进行详细研究,分析了初次级线圈主要几何参数如轴向和径向距离、夹角、线圈半径等对互感的影响.计算结果表明:轴向距离和径向距离增大,互感均减小,但轴向距离对互感的影响要大得多;夹角越大,互感减小,夹角为90°时,互感几乎为0;当线圈半径变化时,互感有个最大值.同时给出一种三轴移动测试平台,可以快捷精确地调节线圈间的轴向径向距离和夹角,在此基础上建立了互感测试系统,测试结果与计算值是相符合的.

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。

空心线圈作为保护用电流互感器的理论分析和试验

开发新型电子式互感器是电力系统自动化和数字化的一个发展方向 ,文中论述了空心线圈用做电流互感器的工作原理及与传统互感器的不同之处 ,根据保护的要求 ,重点分析了频响工作特性 ,并针对具体对象研制了样机。样机试验结果为 :对保护 ,在 2 k Hz频宽、2 0倍额定电流范围内 ,误差小于 1 % ;对测量 ,可达 0 .2级。理论分析和试验结果证明空心线圈电流互感器以其线性好、频带宽、无饱和、体积小等优点能完全满足电力系统保护和测量的需要 ,而且特别适用于微机化保护装置和电子式测量仪器。

基于空心线圈的HVDC谐波电流测量及性能分析

高压直流输电中,换流装置将产生直流谐波从而造成危害。直流谐波电流的测量能实现有效的监控,并对谐波的抑制提供有效的前提保证。空心线圈测量直流谐波电流,其感应信号只与被测电流中的谐波分量有关,而与直流分量无关,解决了传统谐波电流互感器工作点与直流分量大小有关的难题。针对直流谐波电流测量幅值小、频带宽的特点及误差要求,分析了传感器及测量电路的灵敏度、误差和频率等性能。试验证明:合理地设计空心线圈与测量电路,可达到0.5%的测量准确度;结合光纤传输,现已实现120kV高压直流谐波电流的测量,并通过了型式试验及电磁兼容试验。

空心线圈电流互感器性能分析

空心线圈电流互感器的原理、结构及输出信号等与传统的电磁式电流互感器有很大不同,其性能易受外界磁场及环境温度等因素的影响。该文对影响空心线圈电流互感器性能的磁场及温度等干扰因素进行详细分析,在理论分析的基础上提出相应的改进措施,并研制了一台220kVGIS 用空心线圈电流互感器,给出了实验结果。实验表明,改进后的空心线圈电流互感器受环境温度及外界磁场的影响很小,且具有较好的频率特性和暂态特性,互感器满足 0.2 级精度要求。

磁通负反馈空心线圈传感器特性和噪声研究

时间域空地电磁系统可以实现大深度探测,能够探测金属沉积矿床和地热储层,其接收装置常采用空心线圈传感器,传感器的匹配方式是输出端并联阻尼电阻,该电阻可以有效地抑制线圈的时域振荡,但是增加了传感器的噪声。研制了一种基于磁通负反馈机制的低噪声、大面积空地接收线圈传感器,通过理论分析给出了该方法的实现原理,建立了传统匹配方式和基于磁通负反馈方式的线圈等效模型,并深入分析了2种模型下传感器的幅频特性、带宽及影响空心线圈传感器信噪比的各噪声源,给出了2种方式下使传感器处于临界阻尼状态时系统噪声的仿真结果,将两者在相同带宽下的噪声有效值指标进行对比,证明了基于磁通负反馈方式的接收线圈能够达到与传统方式接收线圈一致的性能。噪声方面,在相同的线圈结构、温度不变(27℃)、频率范围为3 dB带宽的情况下,相比传统方式信噪比提高了10.6 dB。最后,采用小线圈传感器等效模型在野外进行了噪声测量,验证了理论的正确性。

PCB空心线圈位置误差分析与控制

PCB空心线圈采用CAD方法设计和先进的PCB加工工艺制造,具有很好的测量精度和参数一致性,但是,线匝密度较小,而且截面上磁感应强度梯度较大,从而影响了线匝沿圆周均匀分布的连续性,使其具有了离散分布特征。该文基于线匝的离散分布特性建立了PCB空心线圈位置误差的数学模型,并进行了详细分析。结果表明,线圈结构参数(匝数和环径比)和位置参数(偏心距和倾斜度)是影响PCB空心线圈位置误差的主要因素。由此提出了位置误差的控制措施,为PCB空心线圈的优化设计和应用提供了理论基础。

采用PCB平面型空心线圈的电子式电流互感器性能分析

分析了印制电路板(printed circuit board,PCB)平面型空心线圈的结构与原理,对PCB电子式电流互感器的频率特性、稳态特性及暂态特性进行了仿真分析与试验研究,提出了数字式电流互感器的结构。结果表明:PCB电子式电流互感器测量范围大、工作频带宽、暂态响应快、稳态性能好且具有良好的线性度,适合小电流(100A以下)测量。

新型PCB空心线圈电流互感器的设计与研究

为了进一步提高传统空心线圈的互感系数及其稳定性,以获得高精度的测量结果,提出一种新型PCB板空心线圈电流互感器。它具有全新的物理结构,通过其自身采取的抗干扰措施能够有效的抵抗外界的电磁干扰;并且,经过简单的组合即能有效地提高其互感系数。分析了新型PCB板空心线圈电流互感器的传感原理及抗干扰机理,给出了在不同电流级别下PCB空心线圈的结构以及一次导线的摆放特点,并针对其中一种设计结构制作了实际模型,进行了线性度与抗干扰能力测试,结果表明:额定电流为100A时,其测量准确度达到了0.2级,且具有较强的抵抗外界电磁场干扰的能力。

基于PCB空心线圈和数字积分器的脉冲强磁场装置放电电流测量

脉冲强磁场装置放电电流的准确测量对实现放电过程的监控具有重要意义。文章通过仿真分析了脉冲强磁场装置放电过程及电流波形特性,根据脉冲大电流的特性及空心线圈的基本原理,提出了基于印制电路板(PCB)空心线圈和改进Al-Alaoui算法数字积分器的电流测量方案。通过和Pearson 4427电流互感器的标定和对比测试,验证了电流测量的准确性和稳定性,该方案可满足脉冲电流测试需要。

一种基于空心线圈的电流测量新方法

提出了一种基于空心线圈的电流测量新方法,通过在导线周围空间按一定规则布置的空心线圈组来测量电流。分析了单个线圈感应电压与单相导线电流的关系。分别提出了单相和三相电流的测量方法并进行了仿真。制作了实际的空心线圈组,并进行了电流测量实验。对线圈安装过程中可能存在的位置偏差对测量精度的影响进行了仿真分析。仿真和实验结果验证了该方法的正确性。

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。

空心线圈用于RSD开关电流测量

首先分析了高压大功率RSD开关电流的特点,确认了空心线圈测量方法。在比较空心线圈传感器自积分和外积分主要性能的基础上,对测量中相位误差的影响作了进一步研究分析。针对上升时间为微秒量级且含有低频分量的RSD开关电流,提出了调控相差的外积分测量方案。实际测量证明:调控相差的外积分测量法能较好地满足RSD开关电流测量的要求。

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。

空心线圈电流传感器对暂态电流响应的仿真分析

根据空心线圈电流传感器的工作原理,重点分析了它对电力系统暂态电流的响应情况,并结合具体参数进行了仿真。分析和仿真说明,通过适当的参数选择,空心线圈传感器完全能够满足暂态电流测量的要求。