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基于Rogowski线圈的高压直流谐波电流测量

作　者: 邓凡
导　师: 徐雁
学　校: 华中科技大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: Rogowski 线圈频率响应特性直流输电谐波测量光纤通信
分类号: TM933.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 276次
引　用: 4次
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内容摘要

近些年来,高压直流输电得到了快速的发展,电网的谐波污染也日趋严重,实时、准确地测量谐波电流信号是有效抑制谐波电流的前提与关键。目前电力系统应用的监视测量表计基本上都按照工频正弦量设计,输入信号含有谐波时,测量误差较大。传统的带铁芯的环形绕组互感器在直流电流下会因磁通偏移而产生饱和,不能测量直流谐波电流。基于Rogowski 线圈的光电直流谐波电流测量系统解决了传统谐波电流测量受直流分量影响的难题,是集光纤技术、电子技术、激光技术于一体的新型谐波电流互感器。本文分析了直流谐波电流的特点,对基于Rogowski 线圈的谐波电流测量系统进行了理论分析和实验研究,完成了Rogowski 线圈直流谐波电流互感器的样机,并通过了鉴定。Rogowski 线圈是直流谐波电流互感器的核心,其性能直接影响到整个系统的精度。本文阐述了Rogowski 线圈测量直流谐波电流的工作原理,对线圈性能进行了仿真分析,给出了一般Rogowski 线圈的设计原则,并结合直流谐波电流的特点给出了用于直流谐波电流测量的Rogowski 线圈的特殊性设计。本文设计了高压侧电路、光电转换及传输系统、低压侧电路。对高压侧传感器输出的微分信号还原,对比分析了多种积分器后,选择了适合直流谐波电流测量的积分器。光传输系统选择最佳的光源——光纤——光检测器的组合,以求达到功耗低、线性好、衰减小的特点。低压侧着重分析了微弱光信号的检测和有效谐波电流的截取。校验系统是Rogowski 线圈谐波电流互感器实用化的保证。采用等安匝的模拟大电流的方法分别分析了传感器和测量系统的误差,以求了解传感器的性能和测量系统所能达到的指标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 高压直流输电技术国内外发展现状  8-10
  1.2 高压谐波电流测量技术现状与发展方向  10-14
  1.3 课题来源与主要内容  14-17
2 高压直流输电系统中的谐波电流  17-26
  2.1 直流输电系统谐波电流的特点  17-23
  2.2 谐波计算方法  23-24
  2.3 谐波测量要求  24-26
3 Rogowski 线圈谐波电流传感器的理论分析与设计  26-48
  3.1 引言  26
  3.2 Rogowski 线圈测量直流谐波电流的工作原理  26-28
  3.3 Rogowski 线圈的两种可能工作状态  28-40
  3.4 Rogowski 线圈的设计和电磁参数的选择与计算  40-48
4 高压直流谐波电流测量系统设计  48-76
  4.1 高压直流谐波电流系统整体设计  48-49
  4.2 高压侧电路设计  49-58
  4.3 光信号的变换与传输  58-67
  4.4 低压侧电路设计  67-76
5 光电谐波电流互感器的校验方法及试验误差分析  76-84
  5.1 测量系统误差校验方法  76-78
  5.2 测量系统的误差分析  78-83
  5.3 光电互感器型式试验  83-84
6 总结  84-86
  6.1 研究总结  84-85
  6.2 对未来工作的设想  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-91
附录一作者在攻读硕士学位期间发表的论文  91-92
附录二 120kV/3000A 直流光电电流互感器检验报告  92-94

基于Rogowski线圈的高压直流谐波电流测量

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