基于Rogowski线圈动态性能的结构、电磁参数研究.pdf

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1、自Au动toc控ontr制ollI2015年第’J⋯期’基于Rogowski线圈动态性能的结构、电磁参数研究刘冬梅，李泽滔，王炳昱(贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550025)摘要：本文研究了Rogowski线圈的测量原理、等效电路，以及自积分和外积分两种测量电流的方法，并分析了其适用场所。研究了截面形状(圆形截面和矩形截面)、截面直径、匝数等结构参数对其动态性能的影响，通过建立传递函数，利用Matlab仿真软件进行仿真，分析阶跃响应、幅频特性曲线并得出结论。针对不同的分布电容、取样电阻、线圈内阻等电磁参数建立传递函数，利用Matlab软件进行仿真分析得出结论。通过分析比较

2、提出了优选罗氏线圈结构和电磁参数的方法，对于设计动态特性良好的罗氏线圈具有理论指导作用。关键词：Rogowski线圈结构参数电磁参数电流互感器Matlab仿真中图分类号：TM933．1文献标识码：A文章编号：1002—6886(2015)01—0071—06AresearchonthestructureandelectromagneticparametersofrogowskicoilindynamicperformanceLIUDongmei，LIZetao，WANGBingyuAbstract：Thispaperexploresthemeasurementprincip

3、le，equivalentcircuitofRogowskicoil，aswellastheself—integralandout—integralcurrentmeasuringmethodsandtheirapplicationarea；examinestheimpactofsuchstructureparametersassectionshape(circularandrectangularcrosssections)，diameter，numberofturnsonthedynamicperformanceofthecoil．Thestepresponseandam

4、plitudefrequencycharacteristiccurvewereanalyzedthroughtheestablishmentoftransferfunctionaccordingtosuchelectromagneticparametersasdifferentdistributedcapacitance，sampleresistanceandcoilresistance，andsimulatingwithMatlabsoftware．Throughanalysisandcomparison，themethodofoptimizedstructureande

5、lectromagneticparametersofRogowskicoilwereproposed，whichcanprovidetheoreticalguidanceforthedesignofRogowskicoilwithgooddynamicproperties．Keywords：Rogowskicoil；structureparameter；electromagneticparameters；currenttransformer；Matlabsimulation数的仿真结果进行比较即时域和频域特性曲线，进0引言而得出结构、电磁参数对其性能影响的规律，并提出随着电

6、力系统自动化和智能化的提高以及发、输优化方法。电容量的增大，传统的电磁式互感器由于受外界环境1Rogowski线圈的测量原理的影响较大、测量精度低，于是电子式电流互感器便应运而生，Rogowski线圈电流互感器作为一种新型的Rogowski线圈结构示意图如图1所示，是将漆电子式互感器¨]，它结构简单、线性度好、体积小、精包线均匀的缠绕在一个环形绝缘骨架上。将被测的度较高、不受被测电流大小的限制，能和电子测量装一次侧母线放在中心，根据被测电流i的变化感应置联机使用，所以对其进行研究有重要意义。出二次侧的感应电动势e(t)，然后根据相应信号处Rogowski线圈结构、电磁参数对

7、其动态性能的理得出i值。精确性与准确性影响较大，本文通过建立相应模型Rogowski线圈测量电流的依据是安培环路定律的传递函数，选取合适的参数，对不同结构、电磁参与电磁感应定律。·71·观弋甜Modern器。(a)圆形结构(b)矩形结构图2不同的骨架截面结构图图1Rogowski线圈结构示意图假设初始条件为零，将式(2)进行拉氏变换后，Rogowski线圈的感应电动势为：得到其传递函数为：e()=一=一di=Ixonhlnbdi(1)一卜(4)2竹其中，为一次电流；。为真空磁导率；h为骨架高(1)圆形截面度；rt为