Rogowski线圈积分技术：模拟与数字算法的比较与优化

"本文主要探讨了Rogowski线圈在电子式互感器中的应用，特别是积分环节在提高测量精度方面的重要作用。文章分析了模拟积分器和数字积分器的积分原理，提出了一种基于低频增益平坦模拟积分器的数字积分算法，以改善低频干扰抑制效果，减少直流误差，解决积分初值整定问题，从而提高测量精度。这种方法在应对电力系统故障时的暂态特性方面表现出色，能够达到国家0.2级标准的测量精度。" Rogowski线圈是一种非磁饱和型电流传感器，由于其良好的线性度、宽频率响应范围以及快速响应速度，特别适用于大电流和高速变化电流的测量。线圈的输出电压与电流的时间导数成比例，因此在实际应用中，需要通过积分来恢复原始电流信号，积分环节成为关键。 传统的模拟积分器由惯性环节构成，但实际设备的不理想性，如运算放大器的漂移和电容器的泄漏，可能导致长时间运行下的漂移现象。为解决这些问题，文章提到了数字积分器的优势，如设计灵活性、较低的环境干扰敏感性、更高的可靠性和可重复性，它能有效避免模拟积分器的温漂和时漂问题。 文中还介绍了Rogowski线圈的等效电路模型，通过拉普拉斯变换分析了线圈的电压与电流之间的关系。线圈分为内积分式和外积分式两种类型，外积分式通常需要额外的积分电路来还原电流信号，其中有源积分方式（包括模拟积分和数字积分）在实际应用中更常见，因为它提供了更高的信噪比和灵活的增益调整。 基于低频增益平坦模拟积分器的数字积分算法，是对传统数字积分算法的改进，它在抑制低频干扰和降低直流误差方面表现出色。在电力系统故障暂态特性的建模研究中，这种算法的性能得到了验证，证明了其在提高测量精度方面的有效性。这使得Rogowski线圈及其优化的积分方法在电力系统的监测、保护和控制中具有广泛的应用前景。