Rogowski线圈数字积分器直流误差

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1、Rogowski线圈数字积分器的直流误差消除方法研究汪建，戴原骁（华中科技大学电气与电子工程学院，武汉430074）摘要：积分器是Rogowski线圈电子式电流互感器的重要组成部分，而积分器的精度受放大采样模拟电路中产生的直流误差的影响。文章对几种常用的直流误差消除方法进行分析，提出了一种镜像法，用一对参数相同的装置对一对等幅反相的信号进行采样从而对直流误差进行补偿。软件仿真和硬件测试的结果表明该方法在包含次谐波的电流和故障暂态电流的测量中，仅消除了模拟电路中的直流误差而最大程度地保证了被积信号的完整性，从而达到更高的积分精度。关键词：罗氏线圈；积

2、分器；直流误差；镜像法；次谐波；暂态电流中图分类号:TM932文献标识码:A文章编号:1001-1390（2016）00-0000-00ResearchonDCerroreliminationmethodofRogowskiCoilcoildigitalintegratorWangJian,DaiYuanxiao(SchoolofElectricalandElectronicEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China.)Abstract:Integra

3、torisanimportantpartofRogowskicoilelectroniccurrenttransformer,buttheaccuracyofintegratorisinfluencedbytheDCerrorcausedbyamplificationsamplinganalogcircuits.ThisarticlepaperanalyzeanalyzessomemethodswhichareusuallyusedineliminatingDCerrorandputputsforwardamirroringmethodwhichm

4、eanstosampleapairofmirroringanalogsignalbyapairofthesameADCs.Thesimulationandhardwaretestresultshowsthatduringthemeasurementofsecondaryharmonicandtransientcurrent,current,onlytheDCerroriseliminatedandthesignalwhichistobeintegratedismostlyleftcomplete.Asaresult,ahigherintegrati

5、onaccuracyisreached.Keywords：Rogowskicoil,integrator,DCerror,methodofmirroring,secondaryharmonic,transientcurrent0引言随着电气测量技术的发展，新型电子式互感器由于其各方面优越的性能，在许多场合正在逐渐取代传统的互感器，Rogowski线圈电子式电流互感器就是其中之一。Rogowski线圈电子式电流互感器主要包括两个部分：Rogowski线圈和积分器。理想Rogowski线圈输出一次侧电流的微分电压信号，理想的积分器则将微分电压信号积分还

6、原。Rogowski线圈的积分器有模拟式和数字式两种实现方案，数字积分器有高精度的输出并且具有容易调控等优点，从而越来越被人们所重视，文章将对数字积分器中存在的误差消除问题进行分析研究。1积分算法数字积分算法是数字积分器的基础，与理想积分的吻合程度体现了数字积分算法的积分精度。Rogowski线圈和理想积分器输入输出关系[1]如下：(1)(2)式中iin为一次被测电流；M为Rogowski线圈互感系数；e(t)为Rogowski线圈出口电压值；i(t)为积分器输出值；i(0)为积分初值。传统积分算法由定积分的定义而来，传统的数字积分算法有复化矩形公

7、式、复化梯形公式和复化Simpson公式。复化矩形公式为：(3)复化梯形公式为：(4)复化Simpson公式为：(5)式中Ts为采样间隔。在Ts为无穷小时各算法等价于理想积分，将各算法定性的进行比较，结果如表1所示。表1传统积分算法比较Tab.1ComparisonTab.1Comparisonbetweentraditionalintegrationalgorithmalgorithms数字积分算法所需采样率结构复杂度幅频特性相频特性复化矩形积分高简单契合不契合复化梯形积分中一般高频段有少量误差契合复化Simpson积分低复杂高频段有较大误差契合

8、综合比较，复化梯形公式相对于另外两种更为合适[2-3]。另一类设计数字积分算法的方法为对模拟积分器进行变换，主要的变换方法