羅氏線圈變送器在大電流測量中的應用

安科瑞 戴金花

　　(江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇 江陰 214405)

　　摘 要：分析羅氏線圈變送器的原理，結合實例分析羅氏線圈在大電流測量中的應用，為用戶解決大電流生產(chǎn)設備的實時監(jiān)測與監(jiān)控問題，。

　　關鍵詞：羅氏線圈變送器 電流監(jiān)測 工作原理 應用

　　近年來，隨著現(xiàn)代高壓、超高壓輸電網(wǎng)絡的建設，電力系統(tǒng)正朝著大容量、高壓大電流方向發(fā)展，而用于電流測量的傳統(tǒng)的電磁式電流互感器已無法滿足其要求，在大電流下鐵心磁路下易飽和，對測量結果產(chǎn)生較大的誤差。而羅氏線圈互感器，具有測量范圍寬、精度高、無磁飽和、體積小等優(yōu)點，正逐步取代傳統(tǒng)的電磁式電流互感器，在電力系統(tǒng)中具有廣闊的應用前景。

　　一、產(chǎn)品原理

　　羅氏線圈(Rogowski線圈)是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈，是一種空心環(huán)形線圈，也稱為微分電流傳感器，其輸出信號是電流對時間的微分，羅氏線圈輸出電壓信號通過后級積分電路，可真實還原積分電流。

　　二、產(chǎn)品特點

　　羅氏線圈，與試驗回路不存在直接的電聯(lián)系，而且對被測電流的大小幾乎不受限制，被廣泛用于測量暫態(tài)、脈沖和直流大電流。

　　與傳統(tǒng)互感器相比，羅氏線圈變送器具有以下特點:

　　1、測量范圍寬，測量范圍可以在100A~10kA以內(nèi);

　　2、安全穩(wěn)定可靠，不會產(chǎn)生對設備和運行人員的安全造成危害的開路電壓;

　　3、體積小、重量輕，安裝方便;

　　4、線圈尺寸可定制，可滿足不同場合應用，特別是電流大、尺寸大傳統(tǒng)互感器無法安裝使用的現(xiàn)場。

　　三、產(chǎn)品應用

　　羅氏線圈變送器在測量大電流方面具有廣闊的前景：測量大電流交流信號(如鍋爐電流檢測、短路電流檢測);測量峰值較高的脈沖信號(如雷擊電流檢測);電焊機的電流測量(如電阻焊);不規(guī)則導體電流的測量(如鐵軌電流測量等)。

　　以國內(nèi)大型電石爐電流監(jiān)測為例，需檢測電石爐電流：0-80kA AC(50HZ)，銅管直徑160mm，如采用常規(guī)傳統(tǒng)互感器，不僅體積大，且在大電流下鐵芯磁路易飽和，不適合現(xiàn)場安裝使用，因此選擇通過羅氏線圈變送器方案檢測一次電流，能夠更直觀的檢測電流的運行狀況，以此達到檢測鍋爐電流的目的，詳見圖1所示。

圖1

　　每根銅管的電流用一只線圈進行測量方式。測量出的信號接后續(xù)的測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)包含一路積分器、一路電壓電流轉(zhuǎn)換器。整體裝配在一只標準35mm導軌式安裝積分盒中，此積分盒可安裝于控制柜的導軌上。積分器輸出4-20mA接入一進二出變送器，輸出兩路4-20mA的電流信號，其中一路通過端子連接能夠滿足電力儀表或DCS控制系統(tǒng)，與DCS系統(tǒng)進行信號傳輸采用安全柵進行隔離處理。另一路與現(xiàn)場低壓無功補償裝置傳輸信號，能夠滿足低壓無功補償裝置穩(wěn)定，準確高效運行。

　　測量線圈設計為柔性開合式結構。線圈直徑能滿足電石爐一次測量范圍，并有良好的絕緣性能和良好耐高溫措施(80℃以上)，線圈安裝時簡潔、方便。

　　四、產(chǎn)品外形

　　五、主要技術指標

　　A、輸入信號范圍：100A-100kA ;

　　B、輸出信號：DC 4-20mA 輔助電源：DC 24V;

　　C、準確度：≤0.5%;

　　D、使用環(huán)境溫度：-25℃~+80℃;

　　E、線圈周長可根據(jù)實際應用定制。

　　本文所設計的羅氏線圈變送器結構緊湊、性能穩(wěn)定、測量精度高、安裝方便、產(chǎn)品一致性好?；谝陨咸攸c，這種應用電流環(huán)變送技術的羅氏線圈變送器在冶金、電鍍、焊接等領域具有非常廣泛的前景，將大電流轉(zhuǎn)換為小電流，減小了操作人員工作的危險性;它能夠有效解決生產(chǎn)設備的實時監(jiān)測與監(jiān)控問題，提高生產(chǎn)設備運行的智能性，減少電力改造的成本。

　　1]江蘇安科瑞電器制造有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.

　　作者簡介：戴金花，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)。Email：2880157871@qq.com QQ：2880157871 手機：18860995103 電話：0510-86179967 傳真：0510-86179963網(wǎng)址：http://www.acrel-et.com/