【摘 要】
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电流是电力系统的基本物理量,准确可靠的电流测量对保障电力系统的安全、可靠、经济运行具有十分重要的意义。基于磁场传感器的电流测量方法具有体积小、成本低、灵敏度高、线性度好、测量范围大等综合优势,能够测量直流、交流、谐波和暂态电流。本文以霍尔和隧道磁阻传感器作为磁场检测元件,研究非接触式电流测量技术,以期满足电力系统对不同电流的测量要求,因此项目具有重要的研究意义。本文利用霍尔和磁阻两类元件研究了具有
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电流是电力系统的基本物理量,准确可靠的电流测量对保障电力系统的安全、可靠、经济运行具有十分重要的意义。基于磁场传感器的电流测量方法具有体积小、成本低、灵敏度高、线性度好、测量范围大等综合优势,能够测量直流、交流、谐波和暂态电流。本文以霍尔和隧道磁阻传感器作为磁场检测元件,研究非接触式电流测量技术,以期满足电力系统对不同电流的测量要求,因此项目具有重要的研究意义。本文利用霍尔和磁阻两类元件研究了具有磁环的开环和闭环电流传感器,完成了传感器选型、信号调理和供电电路设计,制作了电流传感器样机,搭建了测试平台,并对传感系统进行了性能测试。测试结果表明,所设计的电流传感器对于直流和交流测量均具有较高的线性度和测量精度,相比于开环结构,闭环电流传感器具有更大的测量范围。本文深入研究了基于磁传感器阵列的电流测量技术,结合安培环路定理,将电流测量问题转化为定积分计算问题。通过数值仿真实验,探究了传感器数量、阵列半径和电流偏心对积分精度的影响,从几何角度分析了积分误差来源,针对矩形截面导体,研究了积分路径对被积函数的影响。完成了阵列式电流传感器的硬件电路和程序设计,并提出一种简便的零点补偿方法,解决了传感器失调电压导致的系统零点问题。测试结果表明阵列式电流传感器具有较高的测量准确度和良好的抗干扰磁场能力,对载流导体的位置变化不敏感。
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