电子式电流互感器相位差研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com28传感器与微系统(TransducerandMierosystemTechnologies)2007年第26卷第11期电子式电流互感器相位差研究张庆凌，邸志刚，侯国强，贾春荣，金建国(河北理工大学．河北唐山063OO9)擒要：为了提高用于小电流测量的电子式电流互感器的精度，必须对传感头进行优化，主要解决传感头的相位补偿问题。针对用于小电流测量的电子式电流互感器的特点，对传感头部分所产生相位差进行研究，根据研究结果设计了一种以全通滤波器为基础的相位补偿电路，并给出仿真结果和试验结果。结果表明其精度能达到0．2级。关奠词：电流

2、互感器；传感头；相位差中田分类号：TM452．92文献标识码：‘B文章编号：1000-9787(2007)11一oo28—03Rqe,~searchonp1口IhnasSIeP}errorofelectriccurrenttransducer母’ZHANGQing-ling，DIzhi—gang，HOUGuo-qiang，JIAChun-tong，JINJian-guo(Hebei蜘ofScienceTechnology，Tangshan063O09，Ch~a)Almract：Inordertoimprovetheprecisionofelectriccurrenttra

3、nsducerusedtomeasuresmallcun~nt，thesensingheadmustbeoptimized．mainlytoresolvedificultyofphasecompensationforsensinghead．Aimingatthecharacteristicofelectriccurrenttransducerusedtomeasuresmallcurrent，thephaBeerrorproducedbysensingheadisresearched，accordingloresult，anappliedcircuitbasedonall

4、—passfiltertocompensatephaseerrorisdesigned。andemulationandexaminationresultsaregiven．TheresultindacatesthatitsprecisionCanmeet0．2leve1．KeyttOl[~：cur~nttransducer!sensinghead；phaseerror0弓I育4)频率范围宽：可设计到0．1Hz—lMHz，特殊的可设电流互感器是电力系统中进行电能计量和继电保护的计到200MHz；重要装置，其精度和可靠性与电力系统的安全、可靠和经济5)可以测量受限制领域的小电

5、流。运行密切相关。然而，随着电力工业的发展，电力传输系统为了实际需要，采用专门设计的用于小电流测量的高容量不断增加，传统的电磁式电流互感器暴露出一系列严精度Rogowski线圈，其原理如图1所示。重的缺点而不能满足电力系统的要求。与此同时，电子式电流互感器以其突出的优点脱颖而出。本文采用一种新型Rogowski线圈作为电子式电流互感器的传感元件研制适用于小电流测量的电子式电流互感E【1)器，弥补电力系统精确测量小电流的不足，将使小电流测量的电流互感器的精度达到0．2级。圈1Rogowskl线圈结构示意圈FIg1Schematic棚雌隋mofRogowskl枷1Rogows

6、id线■测量原理当被测电流，(￡)通过初级绕线时，将在次级线圈产生Rngowski线圈具有以下突出优点：感应电势(f)，其对应关系如下1)线性度好；E(t)=ln·2)测量精度高：可设计到高于0．1％，一般为1％一Z，(1)竹ad￡3％：式中a为骨架内径；6为骨架外径；^为骨架高度；Ⅳ1，3)测量范围宽：由于Rngowski线圈无铁芯饱和，同样为线圈初级、次级匝数。的线圈用来测量电流范围可以由几安培到几千安培；由上式可见，电子式电流互感器的传感头Rogowski线收稿日期：2007-24．·基金项目：河北省科技攻关计划资助项目(062035161D-1)；河北省教育厅自然

7、科学基金资助项目(2006427)维普资讯http://www.cqvip.com第ll期张庆凌，等：电子式电流互感器相位差研究29圈输出的电压信号是被测电流信号的微分，因此，在后续处本积分电路中，r，=尺lcr=0．0047s，开环增益Ko=理电路中必须加入积分环节将微分信号还原，以满足被测10,fo=500kHz，to=2耵x50，则由积分器引入的相位误差电流与输出结果之间的线性关系。此外，为了满足输出信=3．8794273。xlO-6．号的要求，需要滤除高频干扰，后续电路需要引入低通滤波4滤波器的相位差器。在传感头中的R