串补电容器就是在电力系统中串联使用的一种电力电容器。它在灵活交流输电技术中起着提高系统的功率因数、改善系统的电压调整率、增加系统的传输容量和提高系统的稳定性等重要作用。根据国家标准GB/T6115.1-1988和等效国际标准IEC60143-1-1992可知，串联电容器试验是一个欠阻尼的振荡放电回路，其等效电路模型可以用图1-1采油助剂表示，图中一个圆柱形玻璃容器为试验回路总电阻，当串补电容器充电到电压值后，立即合上开关，设为放电电流的峰值，则该回路的放电电流为
（1-1）
式中为试验回路放电电流角频率，为放电回路固有频率，为阻尼系数，为试验回路总电感。
1.罗氏线圈简介
罗氏线圈（Rogowski coil），如图1-2所示，它因被测电流所产生的磁场变化而感应出相应的电动势,本身并不与被测电流回路存在直接电的联系。它是一特殊结构的空心线圈，不含铁心，不存在磁饱和问题，也不存在动热稳定问题，而且对被测电流的大小几乎不受限制。它只与被测载流导体之间存在互感，因此，它特别适合于在外界杂散磁场极为复杂的情况下测量电流，如在脉动功率源中测量脉冲电流之外，还包括电力系统中的暂态电流、稳定交流大电流以及继电保护用电流监测等方面，以及作为电解行业中检测电解槽直流大电流的常规设备。
图1-1 串补电容器型式试验原理示意图
图1-2 加工完毕的罗氏线圈传感头
罗氏线圈的外形结构示意图如图1-3捕蟹笼（a）和（b）所示。图中骨架心的横截面为圆形或者矩形，，和分别为线圈内、外直径和中心直径，则线圈中心周长为，为圆形截面直径，和为矩形截面的径向厚度和轴向高度，为骨架芯截面面积。
图1-3 罗氏线圈的外形结构和截面尺寸示意图
（a）罗氏线圈外形结构示意图
（b）骨架芯的横截面尺寸示意图
（c） 带上RC积分器的罗氏线圈等值电路
2. 罗氏线圈的工作机理分析
当不考虑罗氏线圈的分布电容时，由它的等值电路图1-3（c）和电磁感应定律有
（1-2）
式中表示被测电流；和分别表示罗氏线圈的感应电流和电动势；和分别表示罗氏线圈的内阻和自感；M为罗氏线圈与试验电流母线之间的互感系数；表示罗氏线圈阻尼电阻的端电压，表示真空磁导率。当不考虑罗氏线圈的分布电容时，罗氏线圈自感和互感之间满足下面的关系式：
式中:l和S分别为环形骨架芯平均周长和截面面积，n为罗氏线圈的小线匝匝数。
分析式（节能真空炉1-2）可知，当较大且满足时，则被测电流为
（1-2）
这种罗氏线圈实质上相当于一个微分环节，又称为外积分式罗氏线圈。要使其输出信号还原出被测电流波形，就必须后接一个积分还原电路。因此，可以根据罗氏线圈的等值电路图1-3（c）构建它的Simulink的仿真模型，其电气参数如自感、内阻和分布电容，可以通过测量获取。
（二）整个测控系统仿真模型的分析与构建
整流罩
1.罗氏线圈感应电动势的数学模型分析法
当进行串补电容器型式试验时，被测电流就是串补电容器型式试验电流,即：。因此，罗氏线圈获得的感应电动势的表达式为
（1-3）
当罗氏线圈接上RC无源积分器后【见图1-3（c）所示】，其输入和输出的关系为
（1-4）
假设积分电容的初始电压为零，因此，被测电流的波形可以近似表示为
（1-5）toubai
式（6-5）即为利用外积分式罗氏线圈获得串补电容器式试验的电流波形的基本关系式。联立式（6-5）和式（6-1），可以构建整个测控系统获得的感应电动势的
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议