电流监测方案

1、电流检测方案-罗氏线圈电流互感器罗氏线圈电流互感器采用柔性电流传感器（Rogowski线圈电流传感器）作 为采集电流传感器，可以测量频率几赫兹到1M,从几安培到几百千安培。其具 有极佳的瞬态跟踪能力，可以用于测量尺寸很大或形状不规则的导体电流。广泛 应用在传统测量电流的CT无法正常使用的大电流的测量。罗氏线圈电流互感器特点：测量范围：几安培到几百千安培输出信号：交流mv信号长度：标准400mm。特殊尺寸可定制结构形式：插拔结构使用领域测量大电流交流信号（如：短路电流）测量峰值较高的脉冲信号 （如：雷击电流）谐波电流信号分析电焊机的电流测量（如：电阻焊）不规则导体电流的测量（如：铁轨电流测量）二

2、高精度焊接监测仪电流测定范围：0.010-0.199kA（只限于10倍感应线圈）0.100-1.999kA1.00-19.99kA 10.0-199.9kA判定表示：上限/下限适当的各项目的灯（LED灯）点灯脉冲设定：0-9 （脉冲焊接的测定处的设定）打印机：选配（BR-58RII）电源电压：单相 AC100-240V+10% 50/60Hz 或 DC24V10%消费电力：12W以下外型尺寸：70（W）*246（D）*190（H）重量：1.9kg产品特点：以精确的CYC单位显示交流逆变式焊接的通电时间无需选择场所的轻巧机型，而且具有高速的测定动作只需一个操作键，进行“旋转”、按下”动作电脑和通

3、信机能之间的标准配置通电时间的测定可自由选择ms或CYC，因此可能结合焊接机进行监测可以选择打印功能进行条件预设值，测定值等的打印，非常便于焊接管理少电流/电压转换芯片I4AX472在电流检测器中的应用作者：上海同济大学尹我k韩生廉物 坦 本文介邹排在戏皆能检例遗和遗眼其中呆用电流F魅压能换芯片MAX472, iif 高测量牯度，同时采稍,订8汛跚杰单片机实现昔隆化检耻美诚词:MAX 172 ：在线检测:AT8yU205 L; A/U转换引言根据割试系锐的耍求，往往需要采集被测对象的各料祥致，如过渡过程的电压队电流T 等.这些量的采集是全关重要的，它们直接摩响到整个测试系统加测试精度-很多域合

4、需在 锻薄液统工作时,对其电流进行在场检涮,因川：如何无顶申无电温表宜接对被测器件进行电 流椎测就相当更要.常规SI量电濡I的方泊存在测毋范围小，疆1靠差大等缺点.本文介招的在缄电成检测 器采用电流F电压转契芯片MAX472,克服了常规方法的蛛点一买现了电流的高辂度瓣土L MAX472 K工作甄理MAX 472的工作原理如图1所示。方框内,的部分是该芯片的内部结构，其中知和蛇是两 个运算旗大器，构成差动输入，这样可以增强抗干扰能方,提商小电流侑号的测量准摭度;中 和叫很两个械管：皿是-比校器；EE是电流采样电阻，采质热感定牲好、源移小的 溟钥绊刨作”iH同卜揖的部分是用尸以根据自I，的部要而改

5、变豹也路.其工作原理件述m T：假充电潇是从左向右如醐J中float!方向所示流过心而系祥电阻Rscnce, ill过一电阻 曲砒接地，培祥，运放A1_L1K产生电流I。毗从5的发射槌断出口而此时运放心是萩土 的，没有电流从罪能出。A1的惧输入蝠。)电位为：VporerlcBdXRsence.Al的开环增益 使其正辅入端(+)与航耕九皤J)有旅回的电位*故RG1前压降为幸IlgadX gg,幼过计算, 电压/电流菇映的比制P由下式给出：P=ViiJt/1EiiadHsertceX (Rcut/lOG)根据上式Rsence取轶小的值.通过(Rout海1)把比例F设置为一个合适的值.对丁小电潦,

6、可以获得较大的输出测量电压Vg避免前述直接涮屋电畿信号太小的峡淑；对于较大的电 流,又个会对电踏的芾技能由产生皎入的惜响 fl电路的此体应用中，Fg#界分数R体汀驻要 满足葭芯片技术条FI要求：印丁端的输出旭压VoiitrRG I.JtV)ah rr W； 5 Sr A- li ck m t _ .A i 二_ ,n键盘与数字显示n键盘与数字显示图2硬件组成框图系统构成系统硬件构成框图如图2所示.本检测器主要由电流检测电路、A/I）转换电路aT89C2051 和键盘显示部分组成.MAX472的SIGN端口与AT89C2051的P3. 4相连,SIGN反映被测电流的 方向。SIGN 低电平时，传

7、感器两端的电压为负。MAX472在电流测量电路中的应用由于电流不能一直接由A/D转换器转换，因此必须先将其转变成电压信号，然后才能转 换。所以，电流/电压转换电路在测试器中占有很重要的地位.常用的电流测量方法是在被测电路中串入精密电阻，通过点接采集电阻两端的电压来获 得电流.这种方法的优点是测危简单方便。但当被测屯流较大而串入的电阻阻值又较大时, 电阻的压降对电路的带载能力将产生较大的影响；当被测电流很小时，从电阻上直接取得的 电压值又可能太小，影响测量准确度.因而,这种日接测堇的方法很难选择合适的阻值，以 适应电流变化范围较大的情况，尤其是较小电流的准确测量。由于检测电流须在系统工作的 情况

8、下进行,所以上述的串电阻直接测量的方法不能满足本系统的要求，本电路采用两探头 触点并接到被测电流的屯路上，达到测量的目的，通过调研和实验,最后选用美国MAXIM公刊最新生产的电流/电压转换器MAX472,其响 应时间、线性度、漂移等指标均很理想，旦能适应大范围大电流的测量，经过验证和测试，很 好地满足了设计的要求。MAX472在测试器中的应用电路如图3所示“如需测量流经印刷底板某铜箔线中的电流，可将探针A和探针B并联在铜箔线上，而毋须 切断铜箱或断开器件间的焊点串入屯流表，并利用图3中Rsencc与数厘米氏的铜箔线并联, 这样由于铜箔线AB段电阻RAB远远大于探头的输入电阻，从而强制将流经铜箔

9、的电流分流至 探头笋经计算,RsencewO, I m 0 o设以而【宽的印刷电路铜箔为例?测得其电阻率为2tn /cm, 这样在AB探头并联在1cm铜箝线上时，流过铜箔线墅的电流与探头屯流之比为：Iload / T 铜箔二R 铜箔/I?sence=20因此，流过探头电流为铜箱线电流的20倍，检测误差为5%,若AB间距扩大到3cm,则检测误差 为1%.电流采样电阻Rsence的选择很重要，它决定了电压/电流的转换比例P。对于较小的电 流,Rscncc的选择须使得P较大，才能使得转换得到的输出屯压不至于太小而影响测龈的推 确度.而图2所示的MAX472的应用电路，正是可以通过调整其中的RGL R

10、G2和Rout来调整P,从而获得较理想的P。理想P的获得是一个试凑计算的过程。为获得较宽的测量范困，在 I实际电路中，通过量程切换，改变输入电阻。结语在线电流检测器中，采用电流/电压转换芯片MAX472利AT89C2051单片机，可提高测量精 度,并旦实现智能化检测.MAX472的应用电路中，调整合适的P,可获得较高的测量精度，图3 MAX172在测试器中的应用三空心线圈测电流原理摘要：高压直流输电中.换流装置将产生直流谐波从而造成危害。直流谐波电流的测量能实现有 效的监控，并对谐波的抑制提供有效的前提保证。空心线圈测量直流谐波电流，其感应信号只与被 测电流中的谐波分量有关，而与直流分量无关.

11、解决了传统谐波电流互感器工作点与直流分量大 小有关的难题。针对直流谐波电流测量幅值小、频带宽的特点及误差要求，分析了传感器及测量电 路的灵敏度、误差和频率等性能。试验证明：合理地设计空心线圈与测量电路.可达到0. 5%的测 量准确度；结合光纤传输，现已实现120 kV高压直流谐波电流的测量，并通过了型式试验及电磁 兼容试验e目前.高压直流输电在我国发展迅速.全此界高 压直流输电工程90个.我国占了 10个计划到 2020年，我国高压直流输电工程将达到27个，总容 量大于60 GW：】 高压宜流输电系统具有运行稳 定性好，输电损耗小，直流联网对电网干扰小等诸多 优点。但高压直流输电也带来了一些新

12、问题，直流 输电在其换流过程中.即整流和逆变时会产生大量 的谐波，谐波向交直流2个方向传播2 ,造成日益严 重的谐波污染，谐波在200 I此5 000 Hz范围内.对通信设备 的干扰较大e更为严重的是谐波还会危害到电力系 统本身：当系统结构具备谐振条件时将产生谐振而 使直流送电不稳定;谐波会恶化换流器的工作条件, 引起逆变器换相失败或换流器控制不稳定,谐波的 严重危害，使得学者们想尽各种办法抑制它的影响， 准确测量谐波是实现谐波抑制的前提条件，高压直 流侧谐波不易受负载变化的影响，是谐波抑制是否 有效的重要判据，谐波电流的传统测量方法，主要是采用铁心互 感器测量交流谐波电流由于直流分量会引起铁

13、心 磁通偏移.铁心互感器在直流系统中无法使用直 流谐波特别是高压直流谐波是高压直流输电带来的 新问题，则鲜有研究。具有法拉第磁光效应的光学 元件或光纤.从原理上可用于高压直流谐波电流的 测量；但其易受温度和振动影响的不足限制了它在 高压直流谐波的实际应用.用空心线圈作为传感器，测量高压直流谐波电 流具有不受直流分量影响、易于绝缘，稳定可靠等突 出优点近2年来,国外有相关的研究报道,国内还 未见系统的研究，针对灵宝工程的要求,我们研制 成功国内第1台高压直流电流及谐波电流测量装 置，并通过了相应的型式试验，本文首先介绍空心线圈测量直流谐波电流的原 - 皿 触 . 取- 1空心线圈测量直流谐波电流

14、的工作原理 及要求以应用最为广泛的环形线圈为例，说明空心线 圈的工作原理,环形空心线圈的结构如图1所示。图1空心线圈工作原理Fig. 1 Operating principle of air core coil设空心线圈的平均半径为R,载流导体从线圈 中心穿过，将导体看做无限长载流导体，由Biot- Sowani定理可知被测电流在空心线圈中距中心R 处的磁感应强度为；珏=内京式中g = 0 4殆II/m为真空磁导率o当空心线圈截面积S相对很小时.可认为S为 一个点元，其上的磁感应强度处处相等，通过该截面 S的磁通为;中=加右8w = w(j如果环形螺管小线圈截面积S大小一致且均 匀密绕.线圈总匝数为N,则整个空w = w(j2kK当被测电流变化时.空心线圈中的感应电势为: *）=丝=Z 土在直流输电系统中.心）=1_ 顷）1_为宜 、洁冬昌;rm刈H匡勺出公昌 田呼由式（1）可见；线圈的感应输出只与被测电流中 的谐波分量有关,而与直流分量无关；也就是说.对 被测电流中占比例较小的谐波分量，可以通过设计 空心线圈传感器的结构参数,获得较大的感应系数. 而不受