Rogowski线圈电流互感器故障的早期诊断研究

Rogowski线圈电子式电流互感器(R-ECT)因其动态范围宽、绝缘性能好等方面的优势,逐渐成为智能变电站主流的电流计量设备,对其长期运行后的准确度评估也显得尤为重要。针对R-ECT早期表现出测量数据异常的故障,提出了一种基于样本自相关函数图和ADF单位根检验(augmented dickey-fuller test)的早期测量故障诊断方法。依据相位差不变原理和实测频率分布建立比对标准,通过相位差序列的平稳性检验实现R-ECT故障早期的测量误差诊断,为现场故障预警和调度决策提供参考,并通过实验验证了该方法的可行性。

Rogowski线圈的结构、电磁参数对其性能影响的研究

分析了Rogowski线圈结构参数(如线圈宽度、厚度和中心半径)和电磁参数(如线圈自感、互感和内阻)之间的关系以及它们对线圈动态特性(时域和频域特性)的影响。利用MATLAB软件和等值电路对Rogowski线圈进行了仿真研究。经过实验验证所得出的有关优选Rogowski线圈电磁和结构参数的方法,对于快速设计具有合理结构、最优电磁参数和良好动态特性的Rogowski线圈具有理论指导作用。

Rogowski电流互感器的积分器技术

为还原出Rogowski线圈的输出信号中的电流信号 ,介绍了理想的和改进的模拟积分器以及 3种数字积分器的设计方案 ,其误差来源分析表明 :模拟积分器只适用于测量低频大电流或高频小电流 ,数字积分器适合测量低频小电流 ;采用ADE775 9芯片实现硬件积分性能最好 ,能满足准确度 0

陡脉冲大电流的Rogowski测量线圈仿真研究

分析测量不同脉冲宽度电流的 Rogowski测量线圈的数学模型、时域和频域特性以及最佳阻尼参数配合和优选问题并比较了基于 MATL AB环境下 SIMU L INK工具所做的仿真结果和现场实验采集到的脉冲电流波形。提出了复合积分器电路模型 ,可用于优选 Rogowski线圈的电气和结构参数 ,有效抑制积分漂移 。

Rogowski线圈测量误差分析和估计

分析了在Rogowski线圈测量脉冲电流及电网短路电流时电路参数和线圈结构对测量准确度的影响,结果表明:用I1m=nim算式计算脉冲电流幅值I1m时将产生一定误差;利用简化方程确定短路电流大小时同样会产生误差;若线圈均匀缠绕于骨架,其输出信号不受一次电流导体位置和导体倾斜度的影响。修订了脉冲电流及电力系统短路电流的表达式,并以线圈结构变化为例进行了测量误差估计。

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器复合误差计算方法

电子式电流互感器复合误差的计算与分析是提高获取电力系统运行信息精度的重要内容。为了准确测量电子式互感器的复合误差,介绍了电子式电流互感器的误差校验方法,分析了基于Rogowski线圈的电子式电流互感器基本工作原理,从而提出了多种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的复合误差计算方法。在此基础上对各种复合误差计算方法进行比较与分析,提出了基于Hilbert变换的复合误差计算方法。结果表明:Hilbert变换在信号为标准正弦信号时,计算结果不受采样频率的影响,当信号频率在常见范围内波动时,计算结果都能满足误差限值要求,即使信号出现一定谐波含量,也能达到准确度要求,因此选择Hilbert变换作为基于Rogowski线圈的电子式互感器复合误差计算的积分算法。实际检测证明基于Hilbert变换的Rogowski线圈复合误差计算方法是可行的。

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究

旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化。因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性。设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数。在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件。实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流。

用于小电流测量的Rogowski线圈电流互感器

在用 Rogowski线圈测量电流时 ,国外通常把小于 1 0 0 0 A的电流测量统称为小电流测量。当 Rogowski线圈测量小于 1 0 0 A电流时 ,线圈所感应出的电压信号极其微弱 (仅为几 m V到几十m V) ,易受干扰而很难准确测量 ,因此 ,电力系统中研制用于小于或等于 1 0 0 A电流的 Rogowski电流互感器一直是公认的一大难题。文中介绍了一种通过后续电路的处理来测量小电流的新型Rogowski电流互感器 ,给出了其基本原理、实现和频率响应特性 ,最后就额定电流为 1 0 0 A的Rogowski电流互感器给出了实验结果。实验数据证明 ,其精度达到了 0 .2级。这种方法在测量额定值为几十 A甚至几

分布电容对Rogowski线圈动态特性影响研究

在简单分析测量脉冲电流的微分式Rogowski线圈的工作原理基础上,详细论述了Rogowski线圈分布电容的计算方法、测量原理以及分布电容对线圈动态特性(即时域和频域)影响机理。为确保传感器具有良好的动态特性,必须串接最佳阻尼电阻,给出了最佳阻尼电阻的计算方法。仿真和现场测试结果表明,本文提出的方法,对于设计具有合理电磁参数Rogowski线圈,确保传感器具有较好的动态特性,起到理论指导作用。

Rogowski线圈的高频特性分析

分析 Rogowski线圈频率特性的结果表明 :测量工频电流时线圈分布参数的影响可忽略 ,线圈的频率特性主要受积分器时间常数的影响 ;测量高频电流时线圈的分布参数对其高频频率特性影响较大 ,且要考虑连接线圈到积分器的同轴电缆、被测电流载体在线圈内的相对位置对其高频特性的影响。实际应用时可把线圈的参数带入到相应的方程得出其高频特性曲线 。

采用Rogowski线圈的PFN脉冲大电流测量技术

为准确测量脉冲成形网络PFN中的脉冲大电流,建立了测量系统中所使用的Rogowski线圈的数学模型,并通过对其数学模型的频域分析,给出了外积分型Rogowski线圈采样电阻的选取方法。同时为使采用外积分型Rogowski线圈的测量系统获得良好的频域特性,给出了一种改进型一次积分电路,并通过MATLAB软件仿真,比较了采用改进型积分电路和普通RC无源积分电路下系统的频域特性。仿真和实验的结果表明,采用所给的改进型一次积分电路能够扩宽整个测量系统的频带以及提高测量系统的灵敏度。

双面对称布线印制电路板型Rogowski线圈

印制电路板(PCB)型Rogowski线圈广泛用作复杂电磁环境下的电流测量传感头,其性能决定着电流测量的灵敏性和精确度。针对传统直连结构PCB型Rogowski线圈的不足,设计了一种双面对称布线PCB型Ro-gowski线圈,在PCB板双面均匀密布沿半径方向且两端带导孔的直连铜箔,通过外径导孔处小段圆弧连接布线铜箔呈对称结构,使得线圈结构对称且单匝线圈垂直于PCB板面并指向轴心;在输出端设置与绕线方向相反的回线以抵消垂直PCB平面的杂散磁场干扰。计算了线圈的电磁参数,研究了被测载流导线偏离线圈轴线及线圈外存在干扰电流时线圈与被测载流导体间的互感特性并测试了其互感值。实验测试结果与理论计算值相符,表明该PCB型Rogowski线圈一致性好,抗干扰性能强,适合于用作外界杂散磁场复杂情况下的电流测量传感头。

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分器技术

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节之一。分别论述了三种积分器的设计与实现,并对其性能进行了比较:用模拟电路实现的积分器不但在测量稳态电流上有很高的精度,还能较真实地反映故障电流的暂态过程,能稳定可靠地应用于测量、保护等实际工程领域。用数值算法实现的积分器由于其精度与算法实现问题,还需进一步研究与完善。采用集成芯片构成的数字积分器适用于计量系统,但在保护系统中使用具有一定的局限性。

采用主副印制电路板构造的Rogowski线圈性能分析及设计

Rogowski线圈在制造时,二次线圈是半手工绕制,线圈密度很难做到恒定,使得测量准确度不高,难以满足计量和批量生产的要求。文中提出了一种基于印制电路板的Rogowski线圈的新结构,二次绕组采用一块主印制电路板和若干副印制电路板制作,可以实现完全的生产自动化。推导了所设计的Rogowski线圈的互感和自感系数,介绍了制造的关键技术,并提出了运用“货币原理”实现Rogowski线圈的柔性设计和构造的新思路。实验结果表明,该Rogowski线圈的测量准确度高,能够满足计量和保护的双重要求,对Rogowski线圈的大规模生产和推广应用具有重要的实用价值和现实意义。

一种基于印刷电路板的高准确度Rogowski线圈

半手工绕制Rogowski线圈的最大缺点是线圈密度很难做到恒定 ,使得测量准确度低 ,难以满足计量和批量生产的要求 ,为此提出了一种基于印刷电路板的Rogowski线圈的新结构 ,其二次绕组采用一块主印刷电路板和若干副印刷电路板制作 ,绕线分散均匀 ,可完全自动化生产 ,大大提高了Rogowski线圈的测量准确度。实验结果表明它测量准确度达到 0 2级 ,且能够满足计量和保护的双重要求 ,适合大规模的生产。

雷电流测量用Rogowski线圈频谱特性分析

分析了Rogowski线圈微分状态下的等效电路并用非周期函数的级数展开法对雷电波的三种数学模型进行频谱分析后提出了雷电流测量用Rogowski线圈的设计原则及参数选取,对比4种线圈骨架材料的温度特性后确定纤维材料最优。仿真表明设计的线圈频谱性能好、失真度小。

基于Rogowski线圈的数字积分器的研究与设计

积分器是影响基于Rogowski线圈电流互感器精度的关键环节。对模拟积分器的温度特性进行了分析,理论分析和实验结果表明其受温度的影响较大。和模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性。利用梯形公式进行数字积分,分析与仿真了梯形积分算法对稳态和暂态电流的响应,提出了解决积分中漂移、初值问题的措施。设计了基于STM32F103的数字积分器,并利用新型PCB平面Rogowski线圈电流互感器进行了实验。实验结果验证了设计方法的有效性。

电流互感器传感头Rogowski线圈的研究与设计

为了解决精确测量小电流这一难题,对传感头Rogowski线圈进行研究设计,通过对制作材料及制作方法上的改进,研制了一种适用于小电流测量的Rogowski线圈作为电流互感器的传感头,并利用后续电路对Rogowski线圈输出的信号进行处理,从而精确测量小电流,并给出试验结果。试验结果表明,该设计方案准确可行,可以使该系统的精度满足国标0.2级标准。

Rogowski线圈工业化应用中若干问题的探讨

根据 Rogowski线圈工业化生产的要求 ,从测量原理出发并结合实践对误差来源加以分析 ,从线圈与电路的设计、材料的选择和某些关键工艺方面 。

柔性Rogowski线圈的研制

Rogowski线圈由于具有良好的线性度,不存在饱和现象,而且实现了原、副方的电气隔离,在电流测量领域有广泛的应用,但由于其金属外壳,在某些场合的应用受到限制。为此主要研究了柔性Rogowski线圈在测量冲击电流中的应用,首先介绍了外积分式Rogowski线圈的工作原理,然后从时域的角度分别论述了阻尼电阻的选取和电容器的非理想化对柔性Rogowski线圈性能的影响,并分析信号引出线对测量结果的影响。实验证明,通过合理的设计和采取良好的屏蔽措施,柔性Rogowski线圈在测量冲击电流时具有较高的性能和更广泛的应用。