基于Rogowski线圈电子式电流互感器传感头

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1、·研究与分析·低压电器(2011No．4)基于Rogowski线圈的电子式电流互感器传感头吴山川，闰静，耿英三，程柳(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：介绍了基于Rogowski线圈的电子式电流互感器传感头的结构、各部分的功能及其实现方法。通过理论分析和试验测试，对传感头的各种特性进行了较为深入吴山川(1985一)，的研究。男，硕士研究生，研关键词：电子式电流互感器；Rogowski线圈；电流传感头；仿真究方向为金属封闭中图分类号：TM452文献标志码：A文章编号：1001—553

2、1(2011)04-0009-05式开关设备用电子式电流互感器。SensorHeadofElectronicCurrentTransformerBasedonRogowskiCoilWUShanchuan，YANJtng，GENGYingsan，CHENGLiu(StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationforPowerEquipment，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Thestructurefunctions

3、andrealizationmethodofelectroniccurrenttransformerheadbasedonRo—gowskicoilwereintroduced．Throughtheoreticalanalysisandexperimentaltesting，amorein—depthstudywascar～riedoutOilvariouscharacteristicsofthetransformer’Shead．Keywords：electroniccurrenttransformer；Rogows

4、kicoil；currenttransformer’Shead；simulation示波器测量通过不同大小电流时的电磁式电流互0引言感器、线圈、添加反馈电阻的积分器和放大器各自互感器是电力系统中能量计量和继电保护的的相位，并比较其线性度。运用Matlab软件，分重要设备，其精度和可靠性对于电力系统的安全别对Rogowski线圈配合理想积分器后的频率响和经济运行起着至关重要的作用。按照测量参数应特性、对故障电流的响应，以及添加反馈电阻后的不同，互感器可以分为两大类：测量电压用的电对故障电流的响应进行仿真和分析输出波形，得

5、压互感器和测量电流用的电流互感器。电压、电到Rogowski线圈配合理想积分器时对故障电流流互感器分别是将一次侧的高电压、大电流变换的暂态特性具有良好的还原性，阐述了温度对积成二次侧的低电压、小电流，以供给测量仪器、仪分器的影响。表、继电保护和其他电气设备的电器。1基于Rogowski线圈的电子式互感电子式电流互感器主要分为两大类：①基于器原理及测试电路法拉第磁光效应(FaradayEffect)原理的电流互感器；②基于空心线圈(Rogowski线圈)的电流传感测量过程中，采用自积分式Rogowski线圈，器和带铁心的

6、低功率电流传感器。本文主要研究其测量电路原理如图1所示。基于Rogowski线圈传感头的电子式电流互感器。Rogowski线圈的输出电压与测量电流的关系通过计算试验用线圈的各种尺寸和参数，用为闫静(1973一)，男，讲师，博士，从事新型互感器、开关电器理论与应用方面的研究工作。耿英三(1963一)，男，教授，博士生导师，主要从事电器智能化理论与技术、电器计算机辅助设计与仿真的研究。一9一低压电器(2011No．4)·研究与分析·Rogowski线圈高压端电路图3试验原理示意图图1Rogowski线圈的测量电路原理图道1

7、)一道2获得的测量值和被测值之间的关系是微分关道3系。为了得到与被测电流同相位的信号，必须加．以积分求得，即在电路中增加一积分环节。采用道4自积分工作状态，在Rogowski线圈的出口接一个Ch3500IlVCh45GOV～信号取样电阻，为线圈的自感，r为线圈的内图4电流为2000A时各器件相位图阻，c0为等效杂散电容，i。是被测导体电流，其等效电路图如图2所示。的积分器的输出；通道4测量的是放大器的输出。2．2线圈输出线性度分析根据电路原理图进行接线(省略放大器部分)，分别在未加入积分器和加入积分器时测量其电流与线圈

8、电压输出峰．峰值及积分器输出峰．峰值的数据，并对两组数据进行比较。未加入积分器时测量的电流值及线圈输出电压的峰．峰值图2Rogowski线圈的等效电路图数据如表1所示。表1未加积分器时测得的数据2传感头相位及线性度的试验测量2．1线圈输出波形相位经测量，试验用线圈尺寸的内径R=175mm，外径R=195mm，厚度h=10IlllT