外文翻译有源型电子式电流互感器的设计.docVIP

外文翻译 题目： 有源型电子式电流互感器的设计 作者姓名 杭学敏___________ 指导教师 陈明军 副教授______ 专业班级 电气工程及其自动化1202__ 学 院 信息工程学院_______ 提交日期 2016年3月11日 一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器 M. Faifer, R. Ottoboni Dipartimento di Elettrotecnica, Politecnico di Milano Piazza Leonardo da Vinci 32 - 20133 Milano ITALY 摘要：针对解决配电网重构问在工业世界中，电能的质量正变得越来越关键。为了保证这一要求，新的测量系统应安装在不同级别的功率网络内，能够在很宽的频率范围内测量具有适当精度的电流和电压谐波。在高电压电力系统中，使用传统的测量装置很难实现这一要求，主要是被这种传感器的带宽所限制。正因为此，在过去几年里，一些研究行动已经开始重点研究和开发新的高压网络测量系统。本文展示了一种基于Rogowski线圈的电流互感器，它可以实现电能质量分析所需要的功能。它所采用的基于数字处理技术的变压器结构，可以克服将Rogowski线圈作为电流互感器使用时遇到的典型问题。 关键词：高压系统测量，非常规互感器，Rogowski线圈，电流互感器，数字处理。 1 引言 每一个电气工程师都应该清楚地知道在电力系统中谐波污染和非谐波污染问题的重要性。在过去的几年里，标准的制订、会议的讨论和大量的论文研究都集中在这个话题上，而且激烈的争论还在进行当中。不管怎么样，无可争议的是测量在这之中扮演了非常重要的角色。为此，一种相比于传统电磁测量互感器拥有更大带宽的新一代电压和电流互感器，已经在研究和开发当中。到目前为止，大部分的研究方向都在低压电力系统的测量方面。 尽管如此，人们也有越来越多的兴趣去做高电压系统方面的研究。而在这个情况下，研究者所面临的一个基本问题就是需要有适当的电压和电流互感器。除了通常的对精度和带宽的要求外，这种器件还需要在输入和输出之间有非常好的电气隔离。 因此，一些新的和非常有趣的研究已经被用于开发新型传感器的高压应用[1]，[2]，[3]，[4]和[5]，一些商业用的传感器也已经被用在发电厂[6]，[7]，[8]和[9]。如果考虑到当前关于测量研究者需要完成的任务，被讨论最多的是基于光学传感器和Rogowski线圈的非常规解决方案。这些方案可以解决许多基于磁芯的传统互感器碰到的典型问题。特别是，它们可以克服许多困难，例如带宽的限制，以及用非线性的、开放的方式来对高压线电流进行谐波监测。 从分析使用Rogowski线圈的常见问题入手，本文的主要目的是提出一种基于Rogowski线圈新的非常规结构的电流互感器。这种互感器的额定电流为1000A，在大部分环境温度下能保持0.1级精度，而且它能够在16Hz到780Hz的频率范围内准确地测量电流。详见IEEC60044-8 [16]。 2 Rogowski线圈的典型问题 Rogowski线圈是一种特殊类型的互感器，它由一个通常是环形形状的空心绕组组成。取决于设计的不同，这种线圈可以测量几安培到几百千安培的电流，频率可以从几赫兹到几百千赫兹[17]。 用一个带电流的载流导体穿过Rogowski线圈，它将会产生一个电压，与它的互感系数和电流的导数成正比： (2-1) 为了实现输出信号能和电流成正比，研究者需要整合线圈所提供的电压。这一步操作一般是通过高性能模拟电子线路实现的，但不幸的是，这一方式带有模拟电路的典型问题。首先就是电子器件的成本问题。为了保证合适的性能，研究者必须使用高质量的主动和被动元件。此外，由于其性质，模拟电路需要一个非常昂贵的校准系统。最后，模拟电路还存在长期使用的稳定性问题，以及对环境条件变化反应过于敏感的问题。 正如大家所知道的，所有这些问题都会在这个应用过程中被放大。实际上，在高精度集成电路的设计中，偏置电流、电压输入偏置、热漂移等效应更为关键。除此之外，高电压和高电流的存在会带来强电磁干扰问题，因此还需要特别注意电磁兼容问题。此外，模拟电路的设计必然需要非常可靠，因为它很难进行现场维护和定期校准。 这种传感器的另一个典型问题是它对温度的依赖性。一个Rogowski线圈可以由一系列的电阻，电感和电动势（电动势）组成一个模型来表示，它们都与温度有关。事实上，温度变化不仅会导致电阻值的改变，而且会引起绕组面积的变化，从而引起电感的变化。电感变化，而线圈和导体之间的互感系数不变，所以载流变化，从而产生电动势的变化。 最后，这种传感器的