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        >  應用案例

      羅氏線圈的電流變送器設計與應用

        發布時間: 2021-07-23      瀏覽量:293

             近年來,隨著現代高壓、超高壓輸電網絡的建立,電力系統正朝著大容量、高壓大電流方向開展,而用于電流丈量的傳統的電磁式電流互感器已無法滿足其請求,在大電流下死心磁路下易飽和,對丈量結果產生較大的誤差。而羅氏線圈互感器,具有丈量范圍寬、精度高、無磁飽和、體積小等優點,正逐漸取代傳統的電磁式電流互感器,在電力系統中具有寬廣的應用前景。

             本文引見一種基于羅氏線圈的電流變送器的設計,對電網中的大交流電流停止實時丈量,該變送器采用XTR115芯片將羅氏線圈產生的電壓信號轉換電流信號,輸出DC4~20mA電流信號。

      工作原理及設計

             羅氏線圈是將導線平均的密繞在環形截面非磁性骨架上而構成的空心電感線圈,采用羅氏線圈作為電網中電流丈量的傳感頭,讓通有大電流的導線垂直穿過線圈的中心,產生電磁感應,從而感應出被測電流大小的電壓信號。將羅氏線圈產生的電壓信號接入到信號調理模塊上,停止信號處置,輸收工業規范信號DC4-20mA。框架圖如圖1所示。

      基于羅氏線圈的電流變送器設計與應用    

      羅氏線圈.png

       


      信號調理電路

             信號調理電路完成對輸入信號的隔離輸入,包括信號濾波、整流電路以及信號積分電路。該電路主要是對羅氏線圈感應輸出的電壓信號經過RC濾波,再經過電阻分壓后接入到采用雙電源運放芯片的輸入腳上,采用運算放大器構成近似積分器,合理選擇選擇器件參數,可以保證傳感器的丈量靈活度、精度和信號響應帶寬。

      真有效值轉換電路

             真有效值轉換電路完成電路中AC/DC真有效值轉換,將輸入的交流信號經過真有效值芯片轉化為真有效值的直流電壓,可以準確丈量各種電壓波形的有效值,而不用思索被測波形的參數以及失真。如圖2所示:電路中,Ui信號經過電容C5隔直后輸入到真有效值芯片中,其中電容C8,C9的作用是濾掉該電路中的高頻干擾,采用雙電源工作方式,滿足真有效值的工作請求。

      基于羅氏線圈的電流變送器設計與應用

      圖片.png

      放大電路

             放大電路的作用是將真有效值轉換電路輸出的電壓信號經過RC濾波電路后停止恰當的放大,采用運放芯片,在滿足零點輸出功耗請求的同時,調理電路中的放大參數,使電路輸出能到達滿度額定值。

      信號輸出電路

             信號輸出電路主要采用TI公司消費的精細電流變送芯片XTR115,其具有精度高,芯片功耗小以及非線性誤差小等優點,內部產生2.5V基準電壓,且內部帶有+5V的精細穩壓器,能夠給外部電路(例如電路中的放大器)單獨供電,從而簡化了外部電源的設計,如圖3所示電路。

      采用XTR115芯片設計,要嚴厲控制電流的功耗,保證該變送器本身耗電(包括傳感器在內的全部電路)不大于3.5mA,在XTR115前置調零電路,作為變送器的零點調理,使變送器保證零點輸出4mA。

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      抗干擾措施

             電流變送器運用電流信號作為傳輸信號,有較高的抗干擾才能,但由于傳輸間隔較遠,加上工業現場的復雜性,在設計上還要思索電氣隔離,抗干擾措施。

      羅氏線圈變送器采用電源隔離模塊,降低紋波干擾,進步系統牢靠性,與此同時,在電源輸入端串入一只二極管,停止反極性維護;線路板設計時留意電子器件的規劃布線,以減少干擾信號。

              以上為普科科技PRBTEK為您分享的羅氏線圈的電流變送器設計與應用,PRBTEK為用戶提供多型號的PEM CWT羅氏線圈,適用于在0.1Hz-50MHz,PEM CWT系列羅氏線圈測量范圍300mA-數百KA交流電流。PEM CWT系列羅氏線圈主要有:CWT、CWT Mini、CWT MiniHF、CWT Mini 50HF、  CWT Ultra Mini,CWT LF等產品。



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