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    應用案例

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    羅氏線圈變送器在大電流測量中的應用

    朱大衛

    (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,結合實例分析羅氏線圈在大電流測量中的應用,為用戶解決大電流生產設備的實時監測與監控問題。

      關鍵詞:羅氏線圈變送器 電流監測 工作原理 應用

      近年來,隨著現代高壓、超高壓輸電網絡的建設,電力系統正朝著大容量、高壓大電流方向發展,而用于電流測量的傳統的電磁式電流互感器已無法滿足其要求,在大電流下鐵心磁路下易飽和,對測量結果產生較大的誤差。而羅氏線圈互感器,具有測量范圍寬、精度高、無磁飽和、體積小等優點,正逐步取代傳統的電磁式電流互感器,在電力系統中具有廣闊的應用前景。

      一、產品原理

      羅氏線圈(Rogowski線圈)是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環形線圈,是一種空心環形線圈,也稱為微分電流傳感器,其輸出信號是電流對時間的微分,羅氏線圈輸出電壓信號通過后級積分電路,可真實還原積分電流。

      二、產品特點

      羅氏線圈,與試驗回路不存在直接的電聯系,而且對被測電流的大小幾乎不受限制,被廣泛用于測量暫態、脈沖和直流大電流。

      與傳統互感器相比,羅氏線圈變送器具有以下特點:

      1、測量范圍寬,測量范圍可以在100A~10kA以內;

      2、安全穩定可靠,不會產生對設備和運行人員的安全造成危害的開路電壓;

      3、體積小、重量輕,安裝方便;

      4、線圈尺寸可定制,可滿足不同場合應用,特別是電流大、尺寸大傳統互感器無法安裝使用的現場。

      三、產品應用

      羅氏線圈變送器在測量大電流方面具有廣闊的前景:測量大電流交流信號(如鍋爐電流檢測、短路電流檢測);測量峰值較高的脈沖信號(如雷擊電流檢測);電焊機的電流測量(如電阻焊);不規則導體電流的測量(如鐵軌電流測量等)。

      以國內大型電石爐電流監測為例,需檢測電石爐電流:0-70kA AC(50HZ),銅管直徑80mm,如采用常規傳統互感器,不僅體積大,且在大電流下鐵芯磁路易飽和,不適合現場安裝使用,因此選擇通過羅氏線圈變送器方案檢測一次電流,能夠更直觀的檢測電流的運行狀況,以此達到檢測鍋爐電流的目的,詳見圖1所示。

    圖1

      每根銅管的電流用一只線圈進行測量方式。測量出的信號接后續的測量系統。測量系統包含一路積分器、一路電壓電流轉換器。整體裝配在一只標準35mm導軌式安裝積分盒中,此積分盒可安裝于控制柜的導軌上。積分器輸出4-20mA接入一進二出變送器,輸出兩路4-20mA的電流信號,其中一路通過端子連接能夠滿足電力儀表或DCS控制系統,與DCS系統進行信號傳輸采用安全柵進行隔離處理。另一路與現場低壓無功補償裝置傳輸信號,能夠滿足低壓無功補償裝置穩定,準確有效運行。

      測量線圈設計為柔性開合式結構。線圈直徑能滿足電石爐一次測量范圍,并有良好的絕緣性能和良好耐高溫措施(80℃以上),線圈安裝時簡潔、方便。

      四、產品外形

      五、主要技術指標

      A、輸入信號范圍:100A-100kA ;

      B、輸出信號:DC 4-20mA 輔助電源:DC 24V;

      C、準確度:≤0.5%;

      D、使用環境溫度:-25℃~+80℃;

      E、線圈周長可根據實際應用定制。

      本文所設計的羅氏線圈變送器結構緊湊、性能穩定、測量精度高、安裝方便、產品一致性好?;谝陨咸攸c,這種應用電流環變送技術的羅氏線圈變送器在冶金、電鍍、焊接等領域具有非常廣泛的前景,將大電流轉換為小電流,減小了操作人員工作的危險性;它能夠有效解決生產設備的實時監測與監控問題,提高生產設備運行的智能性,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,201407版.