基于rogowski线圈用数字积分器的设计

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1、·智能电器·低压电器(2011No．16)基于Rogowski线圈用数字积分器的设计术苏育均，方春恩，李伟，任晓，瞿绪龙(西华大学电气信息学院，四川成都610039)摘要：设计了一个能用于Rogowski线圈的数字积分器，能克服直流偏移对传统积分器的影响，解决了积分器的饱和『【IJ题，并利用DSPBuilder工具完成了对算法的苏育均(1986一)，编程。该方法在现场可编程门阵列芯片具体实现中加入直流分量，连续运行72h不发男，硕士研究生，研生饱和现象。究方向为电子式互关键词：电子式互感器；Rogowski线圈；数字积分器感器的数据采集系中图分类号：TM452．2文献标志

2、码：B文章编号：1001—5531(2011)16-0021-04统。DesignofDigitalIntegratorBasedonRogowskiCoilSUYujun，FANGChunen，LIWei，RENXiao，QXulong(SchoolofElectricalandInformationEngineering，XihuaUniversity，Chengdu610039，China)Abstract：AdigitalintegratorforRogowski(：oilwasdesigned，whichcouldovercometheimpactofDCoff

3、settotraditionalintegratorandsolvetheproblemofintegratorsaturation，andDSPBuildertoolwasusedtocompletetheprogrammingofalgorithms．Themethodproposedhadimplementedonfieldprogrammablegatearray(FPGA)chipandsaturationdidn’toccurwhenjoiningDCoffsettorun72hourscontinuously．Keywords：electronictrans

4、former；Rogowskicoil；digitalintegrator服这些因素造成的误差是十分困难的¨J。0引言与模拟积分器相比，数字积分器不仅性能稳由于Rogowski线圈具有线性度良好、无饱定，相位特性优良，不受温漂和时漂参数的影响，和、测量精度高等特性，已逐渐应用于电力系统的且能克服模拟积分器不能避免的直流偏移的影电流测量装置中。Rogowski线圈输出的二次电压响。本文利用现场可编程门阵列(FieldProgram—信号是一次电流信号的微分，故必须通过相应的mableGateArray，FPGA)设计，实现了应用于Ro-积分环节还原出被测的一次电流信号。传统

5、的积gowski电流互感器的数字积分器，克服了模拟积分环节主要采用模拟积分电路实现，但模拟积分分器的不足之处，实现了一次电流信号准确还原。电路使用的电阻、电容器件不是理想器件，运放直1数字积分器的设计流偏移、积分电容的泄露与损耗、运放及其他模拟器件的时漂和温漂等因素，都会对积分结果产生1．1整体算法的提出影响，从而造成积分出现偏差，降低电流互感器的数字积分器解决直流偏移一般有两种方案：准确度。另一方面，模拟积分器的反馈和补偿设①在A／D转换器输出与积分器输人之间接高通计不够灵活，由此可能引入新的误差。由于电子滤波器，利用高通滤波器消除直流分量偏置的影式电流互感器要求其需长

6、时间稳定工作，完全克响；②在积分器的输入端设置直流补偿寄存器，方春恩(1975～)，男，副教授，博士，研究方向为智能化电器。李伟(1975～)，男，讲师，硕士，研究方向为智能化电器。基金项目：四川省电力电子重点学科项目(SZD0503)；智能电气设备重点实验室项目(XZD0819)一21—低压电器(2011No．16)·智能电器·寄存器中的值可通过预先对空载测量设定初始式巾l卜采样频率值，运行中可对算法进行修订。第一种方案需e(t)——Rogowski线圈输出电压信号采样值要模拟滤波器，且不能保证完全除去直流分量；第1．3无限冲激响应数字滤波器的原理二种算法比较复杂，需在

7、积分模块上引入直流补无限冲激响应(InfiniteImpulseResponse，偿。IIR)数字滤波器传输函数一般表达式为本文提出了一种新的思路来解决直流偏移问题，即用l6bitA／D转换器ADS8325采佯Ro—==gowski线圈感应出的二次电压信号，该信号经数鬈(5)字积分器，被还原成含有直流分量的电流信号；然对于IIR数字滤波器的实现有多种方式，包后减去经滤波器滤出的被积分的卣流信号；最后括直接型、级联型和并联型。其中级联型是一种得到不含直流分量的电流信号。数字积分器设汁较为容易实现和高效的方式。其主要思想是：的基本