PDF《i线圈低频失真校正技术》

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6 输电线路雷电流测量用 R o g o w s k i线圈低频失真校正技术 金丹1 ,徐春营2 ,岳鑫桂2 ,齐金伟2 ,田晶晶2 ( 1. 中国地质大学江城学院,湖北省武汉市

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2. 华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市

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7 4 ) 摘要:自积分式 R o g o w s k i线圈用于输电线路雷电流测量时, 由于雷电流含有丰富的低频成分, 往 往导致测量得到的雷电流波形出现低频失真现象, 影响雷电流参数的精确测量.为此, 经过对自积 分式 R o g o w s k i线圈低频失真现象产生机理的理论分析及雷电流频谱分析, 提出了一种基于新型 模拟积分补偿电路的低频失真校正方法, 用以对被测电流逆向还原, 分析了电路的工作原理并根据 R o g o w s k i线圈的电磁参数计算出电路各元件的参数值, 此外, 电路中的二阶高通滤波电路可以滤 除工频负荷电流对 R o g o w s k i线圈的电磁干扰.实验结果表明: 该方法简单可行, 提高了自积分式 R o g o w s k i线圈的低频响应性能, 解决了 R o g o w s k i线圈雷电流测量中的低频失真问题;

在已投入 的输电线路雷击故障定位系统实际应用中, 有效提高了故障行波电流测量的精度和可靠性. 关键词: R o g o w s k i线圈;

低频失真;

校正电路;

雷电流 收稿日期:

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修回日期:

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0 引言 雷击故障是输电线路的主要故障[ 1] .雷电参数 在电网防雷中具有非常重要的作用, 准确的雷电参 数不仅是电网防雷设计的基础, 还是研究雷电特性、 分析雷害事故等的前提[ 2] .自积分式 R o g o w s k i线圈( 简称罗氏线圈) 具有测量频带宽、 线性度好、 结构 简单、 抗干扰能力强等优点, 被用于输电线路雷击故 障雷电参数的测量[

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6 ] .由于雷电流低频成分丰富, 罗氏线圈自积分条件无法满足, 往往导致测量的雷 电流出现低频失真问题, 给雷电参数准确测量带来 较大的误差.为了能够满足罗氏线圈自积 分的条 件, 应尽量增大线圈电感 L, 减小线圈电阻 Rc及负 载电阻 R0, 但该方法增加了罗氏线圈的杂散参数, 降低了罗氏线圈的高频动态响应特性[

7 ] ;

也可把罗 氏线圈测量电流信号作为系统传递函数的输入, 根 据校正系统是对原测量系统进行逆向还 原这一特 性, 通过模拟测量自积分式罗氏线圈的输入、 输出值 来间接取得校正系统的输入和输出[

8 ] , 但每个罗氏 线圈的电磁参数存在差异且分布电容、 互感系数等 不易测量, 导致难以得到精确的校正系统传递函数, 在实际产品应用中, 增加了批量生产的复杂度. 本文分析了自积分式罗氏线圈低频失真的原因 并对雷电流频谱作了简要分析;

提出了一种基于新 型模拟积分补偿电路的低频失真校正方法, 分析了 其工作原理.最后, 对该电路进行了实验验证.结 果表明: 本文提出的方法简单有效, 解决了自积分式 罗氏线圈用于输电线路雷电流测量时因低频失真导 致测量精度不高的问题.

1 基于自积分式罗氏线圈的雷电流测量 1.

1 自积分式罗氏线圈测量原理 罗氏线圈的结构如图1所示.将副边导线均匀 地密绕在一个截面均匀的非磁性材料的骨架上, 根 据电磁感应定律, 当穿过罗氏线圈的被测导体电流 i 1( t) 变化时, 磁场将在副边 线圈内感应出一个电动势. 图1 罗氏线圈结构 F i g .