基于Rogowski線圈的電子式電流互感器的可靠性研究.pdf

1、互感器是電力系統(tǒng)中獲取電流和電壓的關(guān)鍵設(shè)備。隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷提高以及容量的不斷增加，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器逐漸暴露出諸如易發(fā)生磁飽和、實現(xiàn)絕緣較難等明顯缺陷。而新型電子式電流互感器因具備無磁飽和、絕緣性能優(yōu)良等優(yōu)勢，已受到國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注，并在國家電網(wǎng)中初步應(yīng)用。然而，實際應(yīng)用中的電子式電流互感器的電流傳感頭容易受到外界環(huán)境因素（如溫度、電磁干擾等）的影響，從而影響計量精度和連續(xù)運行的穩(wěn)定性，而電力系統(tǒng)中電參數(shù)測量的準(zhǔn)

2、確性和可靠性是電力系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟運行的重要保障。因此，盡管新型的電子式電流互感器被認(rèn)為是傳統(tǒng)電磁式電流互感器的理想替代品，但其廣泛應(yīng)用仍需進一步的改進和研究。
　　本文對國內(nèi)外電子式電流互感器(ECT)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀作了綜述，對基于Rogowski線圈的電子式電流互感器的組成、工作原理及其研究中出現(xiàn)的問題進行了詳細(xì)闡述?；赗ogowski線圈式電流互感器測量的可靠性，本文開展了Rogowski線圈的性能分析與優(yōu)化設(shè)計研究

3、。以矩形截面Rogowski線圈為例，對線圈的傳感原理進行分析，導(dǎo)出了改進的熱膨脹效應(yīng)引起的線圈輸出電壓相對誤差因子理論模型。該誤差因子與線圈材料熱膨脹系數(shù)以及線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)，得到基于該模型估計的理論誤差，比已報道的誤差模型給出的結(jié)果更接近實驗事實。為減小熱膨脹效應(yīng)對線圈的影響，本文根據(jù)以往制作經(jīng)驗，結(jié)合Rogowski線圈的工作環(huán)境及精度要求，提出選取熱膨脹系數(shù)較低的陶瓷材料作線圈骨架以及漆包銅線作線圈繞組的材料這一優(yōu)化考慮，并對熱

4、膨脹引起該線圈輸出電壓的相對誤差進行理論分析，結(jié)果表明，基于本文選取的材料完成的Rogowski線圈受熱膨脹影響所產(chǎn)生的最大誤差為0.0432％，完全滿足電子式電流互感器0.2級精度標(biāo)準(zhǔn)。
　　研究分析了在熱膨脹效應(yīng)下電磁干擾對線圈測量精度的影響。分別建立了干擾磁場水平分量和垂直分量引起的線圈輸出電壓相對誤差的理論模型，分析了溫度、距離以及線圈材料熱膨脹系數(shù)等因素的變化對相對誤差的影響，在此基礎(chǔ)上提出電磁補償、電磁屏蔽等抗干擾措施