Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Nowoczesne metody kondycjonowania sygnału z bezrdzeniowego przetwornika prądowego

Bezrdzeniowe przetworniki prądowe, zwane też cewkami Rogowskiego, coraz częściej znajdują zastosowanie jako czujniki pomiarowe rozpływu prądów w rozdzielniach energii elektrycznej. Ich niewątpliwą zaletą jest szeroki zakres mierzonych prądów i częstotliwości, bezpieczeństwo stosowania oraz niska cena. Podstawową wadą jest natomiast mała czułość, maksymalnie do kilku mV/A. Bezrdzeniowe przetworniki prądu w postaci cewki Rogowskiego wykonane w technologii wielowarstwowych obwodów drukowanych odznaczają się znaczącą impedancją wyjściową, która w połączeniu z impedancją wejściową kondycjonera może znacząco wpłynąć na dokładność pomiaru wartości skutecznej oraz fazy mierzonego prądu. Wymagane jest zatem, aby w konstrukcji torów pomiarowych uwzględnić proces kalibracji tak, aby zminimalizować wpływ parametrów obwodu wejściowego kondycjonera na wartość pomiarową. Parametry metrologiczne systemu pomiarowego stosowanego w rozdzielczych sieciach elektroenergetycznych z użyciem cewek Rogowskiego zależą głównie od obwodów kondycjonowania, dokładności przetwornika A/C oraz dokładności numerycznej zastosowanych metod cyfrowego przetwarzania sygnałów.

przetwornik prądowy z cewką Rogowskiego

Każdy przetwornik prądu w postaci cewki Rogowskiego można przedstawić w postaci obwodu zastępczego RLC, gdzie:

  • Rs – rezystancja szeregowa cewek,
  • L – indukcyjność zwojów cewek,
  • C – pojemność zastępcza międzyzwojowa.

Przeczytaj także: Metody pomiaru zużycia energii elektrycznej

Przykładowo przetwornik prądowy typu CR1_55_v1 [2] charakteryzuje się następującymi wartościami parametrów obwodu zastępczego: Rs= 1 kΩ, L = 12,7 mH, C = 100 pF oraz czułością = 1 mV/A dla częstotliwości 50 Hz. Zakładając, że impedancja wejściowa kondycjonera wynosi 100 kΩ, bez kompensacji dla sygnału prądowego o częstotliwości 50 Hz różnica miedzy wartością rzeczywistą a zmierzoną wyniesie około 1%. Wymagane jest zatem wprowadzenie kompensacji wpływu obwodu dołączonego do zacisków cewki na wartość estymowanego pomiaru prądu. Oczywiście impedancja wejściowa kondycjonera nie składa się jedynie z samej rezystancji, ale również z pojemności, a więc przy kompensacji należy uwzględnić model zastępczy całego toru wejściowego kondycjonera. Na rysunku 1 przedstawiono schemat elektryczny bezrdzeniowego przetwornika prądu w postaci cewki Rogowskiego z uwzględnieniem obwodów wejściowych kondycjonera.

Przeczytaj także: Pomiary elektryczne w układach niskiego napięcia (część 2.)

Sygnał wyjściowy z cewki Rogowskiego oprócz składowej podstawowej wynikającej z prądu mierzonego może być zakłócany zaburzeniami indukowanymi na impedancji cewki lub na przewodach doprowadzeniowych. Przykładowymi źródłami zaburzeń elektromagnetycznych są [6]:

  • procesy łączeniowe związane z łączeniem obwodów prądowych, jak i załączeniem napięcia na szyny zbiorcze,
  • uloty na liniach i szynach, izolatorach, przepustach,
  • rozpływy prądów ziemnozwarciowych o częstotliwości sieciowej,
  • wyładowania elektrostatyczne związane z obsługą urządzenia przez operatora,
  • zjawiska naturalnych wyładowań elektrycznych występujące podczas burz.

Wnikanie zaburzeń elektromagnetycznych do układu pomiarowego odbywa się wieloma kanałami, np. poprzez sprzężenia:

  • polowe poprzez obudowę – niskoczęstotliwościowe pola elektryczne i magnetyczne,
  • pojemnościowe – oddziaływanie pojemnościowe pomiędzy elementami i przewodami,
  • indukcyjne.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

streszczenie

Bezrdzeniowe przetworniki prądowe, zwane też cewkami Rogowskiego, coraz częściej znajdują zastosowanie jako czujniki pomiarowe rozpływu prądów w rozdzielniach energii elektrycznej zarówno naziemnych, jak i górniczych. Ich zaletą jest szeroki zakres mierzonych prądów i częstotliwości, bezpieczeństwo stosowania, małe gabaryty oraz niska cena. Podstawową wadą jest natomiast mała czułość, maksymalnie do kilku mV/A. Przetworniki bezrdzeniowe są liniowe w bardzo szerokim zakresie mierzonych prądów. Ze względu na dużą dynamikę mierzonych sygnałów pomiar odbywa się często dwuzakresowo, w zakresie prądów nominalnych i zwarciowych. Kondycjonowanie sygnału pomiarowego dotyczy zarówno sprzętowych obwodów pomiarowych, jak i oprogramowania. Kondycjonowanie sprzętowe dotyczy ograniczenia amplitudy i pasma częstotliwościowego sygnału w celu dopasowania go do przetwornika pomiarowego A/C oraz zapewnienia izolacji galwanicznej. Kondycjonowanie programowe polega na poddaniu przetworzonego na postać cyfrową sygnału obróbce numerycznej, takiej jak np. transformata Fouriera FFT czy numeryczne całkowanie w celu odtworzenia wartości przepływających prądów.



abstract

Modern air core transducer signal conditioning methods

The advantages of air core transducers based on Rogowski coil principle like excellent linearity and wide frequency bandwidth will drive out traditional current transformers from current measurement applications. The article describes the processing of the output signal of the transducers that includes low noise amplification and integration. The emphasis has been placed on galvanic separation that is necessary in high voltage applications.

Komentarze

(1)
impedancja | 30.04.2016, 10:43
Rs = 1 kW[/cytat] [cytat]Zakładając, że impedancja wejściowa kondycjonera wynosi 100 kW
, powtórzenie błędu w tak krótkim okresie oznacza tylko i wyłącznie, iż jest on pisany przez osobę, która nie posiada niezbędnej wiedzy aby pisać artykuły poruszające te zagadnienia. Jednostką zarówno części rzeczywistej jak i urojonej impedancji w układzie SI jest om. (Ω), pochodzi od nazwiska fizyka Georga Ohma. kW to kilo(10 do 3) Wata, zatem jednostka mocy.
Nie polecam materiałów odtwórczych tłumaczonych przez małpy.
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

Licznik energii jaki wybrać systemy zasilania
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły

Inteligentne liczniki od innogy

innogy instaluje w Warszawie innowacyjne liczniki energii elektrycznej, które podnoszą skuteczność zdalnych pomiarów zużycia energii. Rozwiązania zastosowane w licznikach pozwalają na...

MITRA LED

Właściwe oświetlenie drogowo-parkowe pozwala znacznie zredukować koszty eksploatacji, będąc rozwiązaniem zarówno ekonomicznym, estetycznym, jak i ekologicznym. Lena Lighting S.A. oferuje...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl