rogowski线圈电流互感器相差分析与补偿研究

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1、Rogowski线圈电流互感器相差分析与补偿研究王奕邓忠华2,霍伟文2（1.广东电网公司电力科学研究院，广东广州510080;2.广东中钰科技有限公司，广东广州511495）摘要：描述丫Rogowski线圈电子式电流互感器的工作原理；对传感头、积分电路、低通滤波器等环节产生的相差进行丫分析，描述了各个环节的等效电路，M吋计算了各个环节的相频特性。明确了相位差产生的机理之后对移相电路开展了设计，提出了两种相位补偿方案，并对两种补偿方案的可行性进行了论证。考虑到恒延时、频率特性等方面的要求，确定方案二作为相位补偿方案。通过对Rogowsk

2、i线圈电子式电流互感器进行人电流的整机测试，验证丫该移相算法对工频和其他谐波信号有较好的补偿作用，对棊波和谐波的测量精度也满足秘准要求。关键词：ROCT；传感头；积分电路；低通滤波器；相频特性；相位补偿TheAnalysisandCompensationonPhaseDifferenceofROCTCurrentTransformerWANGYi1,DENGZhong-hua2，HUOWei-wen2(1.ElectricPowerResearchInstituteofGuangdongPowerGridCorporation,Guan

3、gzhou510080,GuangdongProvince,China；2.GuangdongZhongyuTechnologyCo.，Ltd.511495,GuangdongProvince,China)Abstract：DescribestheworkingprincipleoftheRogowskicoilelectroniccurrenttransformers.Itanalysisthephasedifferencegeneratedbythesensorhead,theintegratorcircuit，low-passfi

4、lterItdescribestheequivalentcircuitofthem.ltproposestwomethodsofphasecompensation.Thetestverifiedthesecondphase-shiftingalgorithmcompensatepowerfrequencyandotherharmonicsignalwell.Themeasurementaccuracyfundamentalandharmonicmeetsthestandardrequirements.Keywords：ROCT;sens

5、orhead；integratorcircuit；low-passfilter；phase-frequencycharacteristics；phasecompensationRogowski线电子式电流互感器工作原理0引言电流互感器是电力系统中电能计量和继电保护设备所依赖的重要信号来源，在新兴的数字化变电站中占有举足轻重的地位UI。随着我国电力工业的迅速发展，电力传输系统容量不断增加，传统的电磁式电流互感器鉍露出铁芯易饱和等一系列严重的缺点而不能满足电力系统的要求。电子式电流互感器（ECT）以其体积小、精度岛、绝缘性能好、动态范围宽等

6、优点脱颖而出，有逐步収代传统电磁式电流互感器的趋势［2_4］。然而电子式互感器相位误差产生的原因与电磁型互感器有较大差别，同时作为继电保护设备的信号来源，对谐波测铽的精度也有特定要求。本文基于Rogowski线圈电子式电流互感器的设计，分析电子式电流互感器相位误差的产生原因并研宄补偿方案。电流互感器从原理上可归纳为有源型和无源型两类，0前有源型技术成熟，长期稳定性很好。本文研究数字输出的有源电流互感器，原理结构如图1所示：RogowskIa-►loan-►einneinn(inn<-loan<-CPU◄-►A4Jn图1电子式电流互感器结

7、构框图Fig.lThestructureofROCTcoilcurrenttransformer2传感头的相差分析Rogowski线圈是在非磁性骨架上均密绕导线后，再在线圈两端接上取样电阻构成的［5］。罗氏线圈是根裾一次电流变化时所产生的磁通势人小来反映被测电流值的测量装置，它的测量原理主要基于安培环路定理和电磁感应定律W。考虑理想的线圈模型，当载流导线从线圈屮心穿过，可得出闭合线圈感应电势e(/)与测量电流/(Z)之间的对应关系为：e(Z)=-M字(1)dtROFig.3Thephase-frequencycharacteristic

8、sofROCT可见线圈自身的相位差会随着频率的增大而增大，这对谐波信号的测量有重要影响，这是电流互感器相差产生的原因之一。式中，M为线圈回路与一次导线回路之间的互感器系数。荞考虑线圈分布参数，则等效电路如阁