基于Rogowski线圈动态性能的结构、电磁参数研究
2015-01-15刘冬梅李泽滔王炳昱
现代机械 2015年1期
关键词:结构
刘冬梅,李泽滔,王炳昱
(贵州大学电气工程学院,贵州 贵阳 550025)
0 引言
随着电力系统自动化和智能化的提高以及发、输电容量的增大,传统的电磁式互感器由于受外界环境的影响较大、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电子式互感器[1],它结构简单、线性度好、体积小、精度较高、不受被测电流大小的限制,能和电子测量装置联机使用,所以对其进行研究有重要意义。
Rogowski线圈结构、电磁参数对其动态性能的精确性与准确性影响较大,本文通过建立相应模型的传递函数,选取合适的参数,对不同结构、电磁参数的仿真结果进行比较即时域和频域特性曲线,进而得出结构、电磁参数对其性能影响的规律,并提出优化方法。
1 Rogowski线圈的测量原理
Rogowski线圈结构示意图如图1所示,是将漆包线均匀的缠绕在一个环形绝缘骨架上。将被测的一次侧母线放在中心,根据被测电流i的变化感应出二次侧的感应电动势e(t),然后根据相应信号处理得出i值。
Rogowski线圈测量电流的依据是安培环路定律与电磁感应定律[2]。

图1 Rogowski线圈结构示意图
Rogowski线圈的感应电动势为:

其中,i为一次电流;μ0为真空磁导率;h为骨架高度;n为绕线匝数;a为骨架内径;b为骨架外径。
由等效电路图[3-4],可得:

其中R、Rs分别为线圈内阻和采样电阻,采样电压为u,由式(2-3)可得,罗氏线圈相当于一个微分环节,为了使输出信号还原成被测电流,必须后加一个积分环节。
