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安科瑞 崔庭宇
(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(jié)合實(shí)例分析羅氏線圈在大電流測(cè)量中的應(yīng)用,為用戶解決大電流生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控問(wèn)題,。
關(guān)鍵詞:羅氏線圈變送器 電流監(jiān)測(cè) 工作原理 應(yīng)用
近年來(lái),隨著現(xiàn)代高壓、超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),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(cè)量的傳統(tǒng)的電磁式電流互感器已無(wú)法滿足其要求,在大電流下鐵心磁路下易飽和,對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。而羅氏線圈互感器,具有測(cè)量范圍寬、精度高、無(wú)磁飽和、體積小等優(yōu)點(diǎn),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(yīng)用前景。
一、產(chǎn)品原理
羅氏線圈(Rogowski線圈)是一個(gè)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(chēng)為微分電流傳感器,其輸出信號(hào)是電流對(duì)時(shí)間的微分,羅氏線圈輸出電壓信號(hào)通過(guò)后級(jí)積分電路,可真實(shí)還原積分電流。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
羅氏線圈,與試驗(yàn)回路不存在直接的電,而且對(duì)被測(cè)電流的大小幾乎不受限制,被廣泛用于測(cè)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(diǎn):
1、測(cè)量范圍寬,測(cè)量范圍可以在100A~10kA以內(nèi);
2、安全穩(wěn)定可靠,不會(huì)產(chǎn)生對(duì)設(shè)備和運(yùn)行人員的安全造成危害的開(kāi)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(chǎng)合應(yīng)用,特別是電流大、尺寸大傳統(tǒng)互感器無(wú)法安裝使用的現(xiàn)場(chǎng)。
三、產(chǎn)品應(yīng)用
羅氏線圈變送器在測(cè)量大電流方面具有廣闊的前景:測(cè)量大電流交流信號(hào)(如鍋爐電流檢測(cè)、短路電流檢測(cè));測(cè)量峰值較高的脈沖信號(hào)(如雷擊電流檢測(cè));電焊機(jī)的電流測(cè)量(如電阻焊);不規(guī)則導(dǎo)體電流的測(cè)量(如鐵軌電流測(cè)量等)。
以國(guó)內(nèi)大型電石爐電流監(jiān)測(cè)為例,需檢測(cè)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(chǎng)安裝使用,因此選擇通過(guò)羅氏線圈變送器方案檢測(cè)一次電流,能夠更直觀的檢測(cè)電流的運(yùn)行狀況,以此達(dá)到檢測(cè)鍋爐電流的目的,詳見(jiàn)圖1所示。
圖1
每根銅管的電流用一只線圈進(jìn)行測(cè)量方式。測(cè)量出的信號(hào)接后續(xù)的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)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(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌式安裝積分盒中,此積分盒可安裝于控制柜的導(dǎo)軌上。積分器輸出4-20mA接入一進(jìn)二出變送器,輸出兩路4-20mA的電流信號(hào),其中一路通過(guò)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(jìn)行信號(hào)傳輸采用安全柵進(jìn)行隔離處理。另一路與現(xiàn)場(chǎng)低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置傳輸信號(hào),能夠滿足低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置穩(wěn)定,準(zhǔn)確運(yùn)行。
測(cè)量線圈設(shè)計(jì)為柔性開(kāi)合式結(jié)構(gòu)。線圈直徑能滿足電石爐一次測(cè)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(shí)簡(jiǎn)潔、方便。
四、產(chǎn)品外形
五、主要技術(shù)指標(biāo)
A、輸入信號(hào)范圍:100A-100kA ;
B、輸出信號(hào):DC 4-20mA 輔助電源:DC 24V;
C、準(zhǔn)確度:≤0.5%;
D、使用環(huán)境溫度:-25℃~+80℃;
E、線圈周長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用定制。
本文所設(shè)計(jì)的羅氏線圈變送器結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高、安裝方便、產(chǎn)品一致性好?;谝陨咸攸c(diǎn),這種應(yīng)用電流環(huán)變送技術(shù)的羅氏線圈變送器在冶金、電鍍、焊接等領(lǐng)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(xiǎn)性;它能夠有效解決生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控問(wèn)題,提高生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)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(cè),201407版.
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