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《电子式光电组合电流电压互感器中的相位补偿技术.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第26卷第24期VOl.26NO.24402002年12月25日ec.252002电子式光电组合电流/电压互感器中的相位补偿技术钱政申烛罗承沐(清华大学电机系北京市100084D摘要:为了解决传统电磁式互感器所面临的问题基于光学和电子学原理的新型电子式互感器得到了广泛的重视O文中介绍了电子式光电组合电流/电压互感器中传感头部分的设计原理及其相应的信号处理过程主要内容是如何针对传感头输出信号的特点进行适当的相位补偿通过对多种相位补偿方法性能的分析比较提出了新的相位补偿方法并进一步分析了各种误差因素对新的相位补偿方法的影响实验结果验证了新的相位
2、补偿方法的有效性与实用性O关键词:电子式光电组合电流/电压互感器;ROgOwski线圈;电容环;相位补偿中图分类号:TM451;TM452绍其基本测试原理[4]0引言O随着电压等级的不断提高以及电力系统规模的不断扩大传统电磁式电流/电压互感器面临的超高压绝缘问题日益突出因此基于光学和电子学原理的电子式电流/电压互感器的研究得到了国内外研究人员的广泛重视[12]O依据传感头的转换原理电子式电流/电压互感器被分为传感型和传光型两种[3]O传感型电子式电流/电压互感器主要利用Faraday/POckels效应进图1光电组合互感器传感头结构行测量由
3、于光学材料本身难以克服的双折射和温Fig.1Configurationofsensorsincombinedtransformer度稳定性的影响其长期运行结果并不理想实用化进程缓慢;而利用传统传感器件构成传感头仅以光1.1Rogowski线圈的测量原理纤来传输数据的传光型电流/电压互感器则由于传ROgOwski线圈实际上是一个缠绕在非磁性骨感头运行稳定~可靠而作为一种过渡方案取得了比架上的空心螺线管当电流1从线圈中心流过时空较满意的测量结果也是目前最接近实用化的一种心螺线管输出端的感应电压U与输入电流1间的1测试方案O对应关系为:本文先介绍
4、一种传光型光电组合电流/电压互j0nSd1感器传感头部分的设计原理然后根据传感头输出U1=-2TTdt(1D信号的特点进行相位补偿O通过对多种补偿方法性式中:n为线圈匝数;S为非磁性骨架的截面积;T为能的分析比较确定出合适的相位补偿方法进而分线圈的有效半径O析各种误差因素对相位补偿结果的影响O最终的实1.电容分压的基本原理验结果验证了相位补偿方法的有效性O从图1可见电容分压是通过将柱状电容环套在导电线路外面来实现的柱状电容环及其等效接1传感头的设计地电容构成了电容分压的基本回路O柱状电容环的传光型电流/电压互感器通常采用ROgOwski等效
5、电容为:线圈/电容分压的思想来进行测量(见图1DORO-2T0TbgOwski线圈可解决传统电磁式电流互感器面临的C=D(2Dln磁饱和~动态范围小等问题而电容分压则具有绝缘c结构简单~体积小及暂态响应好等优点O下面简单介式中:b为电容环长度;D为电容环的直径;c为导电杆的直径O收稿日期:2002-03-15;修回日期:2002-05-13O考虑到系统短路后若电容环的等效接地电容-研制与开发-钱政等电子式光电组合电流/电压互感器中的相位补偿技术41上积聚的电荷在重合闸时还未完全释放,将在系统工作电压上叠加一个误差分量,严重时会影响到测量结果
6、的正确性以及继电保护装置的正确动作,且长期工作时等效接地电容也会因温度等因素的影响而变得不够稳定,所以,这里对电容分压的基本测量原理进行了改进0在等效接地电容上并联一个小电阻R以消除上述影响,从而构成新的电压测量电路0电阻上的电压U即为电压传感头的输出信号,2dUU2=RC(3Ddz可见,电子式互感器中电流/电压传感头的输出信号均为源信号的微分,因此必须将微分信号还原;而且,由于后续信号处理过程中也可能引入新的相移,所以积分后还要考虑移相,这就是一个完整的相图s改进积分电路原理位补偿过程0在设计具体电路时,通常将其放在测试Fig.sCirc
7、uitofimprovedintegrator系统的最后,这样可以方便地对整个测试系统的相图3中,通常选取R则相应移做统一的补偿03=R4>R5,C1>C2,的传递函数为,2几种补偿方案的性能比较UO1(R4+R3D+=-UiR11+S[R5C1+C2(R4+R3D]+2~I基本积分电路的性能分析SC1(R3R4+R4R5+R3R5D基本积分电路的原理如图2所示02=SC1C2(R3R4+R4R5+R3R5D12R3+-R11+S(R5C1+2R3C2D+2SC1(R3+2R3R5D22(5DSC1C2(R3+2R3R5D幅频特性和相频特性
8、曲线如图4所示0图2基本积分电路原理Fig.2Circuitofbasicintegrator理想积分器是没有电阻R的,R的作用是防止11较长工作时间中由于运算放大器的零漂而带来
