罗氏线圈电流互感器测量精度研究及影响因素分析

"华北电力大学（北京）硕士学位论文——基于Rogowski线圈动态模型的研究" 在本篇硕士论文中，作者张德铭深入探讨了基于控制理论的罗氏线圈动态模型，旨在分析影响罗氏线圈测量工频电流精度的各种因素。罗氏线圈，全称为Rogowski线圈，是一种用于测量交流电流的设备，尤其适用于高电压、大电流的场合，因其无磁饱和问题和低频率响应特性而被广泛应用。 论文首先分析了在使用不同负载情况下罗氏线圈的频率特性。通过推导动态模型的控制框图，揭示了罗氏线圈在测量电流时可能出现的误差来源。其中，两个主要的误差影响因素是电阻的温度漂移和一次导体（即被测电流导线）与线圈之间的相对位置变化。 电阻的温度漂移对测量精度有显著影响。随着环境温度的变化，金属电阻的阻值会发生改变，这会导致罗氏线圈电流互感器的测量精度下降。此外，温度变化还会引起线圈骨架的热胀冷缩，进一步增加测量误差。在采用积分器的罗氏线圈电流互感器中，电阻的温度漂移甚至可能导致相角误差的出现。 另一方面，一次导体与罗氏线圈相对位置的微小变化也会严重影响测量精度。实验结果显示，当位移达到厘米级别时，电流互感器的测量精度可能会降低一个准确等级。在工业化产品中，一旦安装到位，这种位置偏移是无法测量和补偿的。 结论指出，尽管在实验室条件下，利用现有的器件和技术，可以实现罗氏线圈电流互感器的0.2级测量准确度，但在实际工业化批量生产和运行环境中，考虑到电阻的温度漂移以及线圈加工工艺的限制，长期保持这一精度水平非常具有挑战性。 这篇研究为罗氏线圈电流互感器在电力系统中的应用提供了理论依据，有助于理解和解决在实际操作中遇到的精度问题，对提高电力系统的监测和控制能力具有重要的实践意义。关键词包括：Rogowski线圈、动态模型、误差分析。