PCB平面螺旋空心线圈电子式电流互感器的研究

论文摘要

随着现在电力系统输送容量和电压等级的不断增大,以及坚强智能电网建设的推进,传统的电磁式电流互感器已经不能满足电力系统发展的需求。电子式电流互感器是智能电网的基础和关键设备之一,目前已成为科研院所研究的热点和前沿方向。本文针对PCB平面螺旋空心线圈新型电子式电流互感器进行研究,选题具有重要的理论意义和实际应用价值。PCB平面螺旋空心线圈电子式电流互感器的传感头是我校近几年来提出的一种电子式电流互感器的专利技术。论文针对PCB平面螺旋空心线圈电子式电流互感器传感头的二次线圈结构进行了深入的研究,根据一次导线的摆放位置以及二次线圈结构形状的不同,提出了四种不同结构的PCB平面螺旋空心线圈组合形式。研究分析了这四种不同结构传感头的性能和抗干扰能力,推导出各自互感系数的计算公式和干扰误差系数。并对四种不同结构的PCB平面螺旋空心线圈电子式电流互感器的性能进行分析、计算和比较,得出折导线四个圈结构的PCB平面螺旋空心线圈电子式电流互感器为最优选型方案,在此基础上建立了PCB平面螺旋空心线圈电子式电流互感器的数学模型,进行了稳态和暂态性能的分析与计算机仿真,验证了理论分析和研究结论的正确性。本文所取得的阶段性研究成果为PCB平面螺旋空心线圈新型电子式电流互感器的进一步深入研究、样机选型设计制作和将来产品化奠定了扎实的基础,具有实际应用参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源与研究背景
• 1.1.1 课题的来源
• 1.1.2 课题的研究背景
• 1.2 电子式电流互感器的概述与研究现状
• 1.2.1 电子式电流互感器的概述
• 1.2.2 电子式电流互感器的研究现状
• 1.3 电子式电流互感器存在的主要问题
• 1.4 本文的主要工作和章节安排
• 第2章 空心线圈传感头的研究与分析
• 2.1 理想空心线圈的测量原理
• 2.2 传统空心线圈传感头的分析
• 2.2.1 矩形截面的空心线圈
• 2.2.2 圆形截面的空心线圈
• 2.3 PCB型空心线圈传感头的分析
• 2.3.1 PCB平板型空心线圈
• 2.3.2 PCB组合型空心线圈
• 2.4 PCB平面螺旋空心线圈传感头的分析
• 2.4.1 PCB平面螺旋空心线圈的结构
• 2.4.2 PCB平面螺旋空心线圈传感头的工作原理
• 2.4.3 PCB平面螺旋空心线圈传感头的抗干扰原理
• 2.5 积分器的原理与设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 不同结构PCB平面螺旋空心线圈的分析与计算
• 3.1 直导线矩形结构的PCB平面螺旋空心线圈原理与计算
• 3.1.1 直导线矩形结构的传感原理
• 3.1.2 直导线矩形结构的抗干扰分析
• 3.2 折导线矩形结构PCB平面螺旋空心线圈的原理与计算
• 3.2.1 折导线矩形结构的传感原理
• 3.2.2 折导线矩形结构的抗干扰分析
• 3.3 直导线四个圈结构PCB平面螺旋空心线圈的原理与计算
• 3.3.1 直导线四个圈结构的传感原理
• 3.3.2 直导线四个圈结构的抗干扰分析
• 3.4 折导线四个圈结构PCB平面螺旋空心线圈的原理与计算
• 3.4.1 折导线四个圈结构的传感原理
• 3.4.2 折导线四个圈结构的抗干扰分析
• 3.5 四种PCB平面螺旋空心线圈结构的分析比较
• 3.6 本章小结
• 第4章 PCB空心线圈ECT传感头性能分析及仿真
• 4.1 建立数学模型
• 4.2 稳态性能分析及仿真
• 4.3 暂态性能分析及仿真
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢