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Rogowski线圈电流互感器的研制

翟小社  
【摘要】: 随着我国电力系统的不断发展,一方面,电力系统的容量在不断加大,系统电流值不断增加,一次侧电流值的测量对传统的电流互感器越来越困难;另一方面,随着运行管理和调度向着快速,可靠,自动化方向发展,要求对电力系统的运行进行在线监测和实时控制,对作为一二次侧联络设备的电流互感器提出了更高的要求,要求设计出一种新型的适应电力系统发展需要的电流互感器。 本文在考察了国内外电流互感器发展现状的基础上,提出了一种基于Rogowski线圈的电流互感器,该互感器具有正常电流的测量和短路故障时的保护功能,并且预留了与上位机的通讯接口,接受上位机的指令并向上传送电网的电流参数。 本文重点对影响Rogowski线圈测量的诸多因素进行分析,研究了线圈的稳态测量误差以及幅频特性、相频特性、暂态时间响应特性,论证了罗氏线圈作为传感器单元所具有的优良特性。针对电磁干扰,制作了线圈屏蔽罩并进行了模拟测试,初步检验了屏蔽罩的屏蔽效果。 为更好地实现短路电流的保护,本文针对Rogowski线圈测量电流的特点,结合对短路电流变化规律的分析,提出了一种基于电流变化率判断短路发生的新型判据,并通过模拟实验对本文理论部分进行了初步的验证。 结合正常电流测量和短路保护的要求,本文设计并实际制作了硬件电路,为单片机系统编制了功能软件,最后通过整体的实验测试,其结果满足对电网电流的测量和短路保护的要求。


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