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


Rodzaje zasilania gwarantowanego - jakie wybrać »

Konfigurator SPD W zależności od rodzaju odbiorników i stopnia ich ważności dla użytkownika stosowane są różne rozwiązania samych zasilaczy UPS oraz układów UPS zasilania (...) czytam dalej »


Szynoprzewody w instalacjach elektrycznych - jakie wybrać?

Cztery technologie energetyczne do monitorowania w 2019 r. »

szynoprzewody jak podłączyć monitorowanie energetyczne
Przyjazne instalatorom ze względu na ich intuicyjny montaż i nieskomplikowaną budowę oraz szeroki wachlarz możliwości z zakresu wykonania różnego (...) czytam więcej » Czy mikrosieci, łańcuch energetyczny, plutonowanie i zamiana baterii EV będą wielkimi zwycięzcami w 2019 roku... czytam dalej »

Jaki licznik energii elektrycznej wybrać - porównanie 2019 »

Fotowoltaika Mogą być stosowane do rozliczeń z zakładami energetycznymi, do kontroli procesów przemysłowych, do rozliczeń podnajemców oraz jako element systemów zarządzania ... czytam dalej »


Jak mocować przewody instalacji odgromowej?

Czy energii odnawialnej uda się zastąpić węgiel?

Wsporniki ochrony odgromowej energia odnawialna a węgiel
W obudowie wykonanej z wysokiej jakości polietylenu kryje się betonowy rdzeń. Szczelnie zamknięta konstrukcja chroni go przed niekorzystnym wpływem czynników pogodowych i... czytam więcej » Według ostatniego raportu brytyjskiego koncernu BP do 2040 r. odnawialne źródła energii staną się głównym źródłem energii na świecie. Czy rzeczywiście ... czytam dalej »

Sekcja: Instaluj z Legrandem dla profesjonalisty »

System zarządzania energią Jesteś Instalatorem? W tej sekcji w szybki i łatwy sposób znajdziesz niezbędne ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Systemy alarmowe - sposób na ochronę przed przepięciami »

Sterowniki programowalne Ochrona systemów alarmowych
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ...  czytam więcej » Zobacz produkty do ochrony systemów alarmowych, sterowania i transmisji danych, w tym m.in.  SSP,  SSWiN,  KD, (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

PRzewody i kable standardy Termowizja w elektryce
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Projektowanie skomplikowanych etykiet w terenie przy pomocy smartfona »

Switche zarządzalne Drukowanie etykiet ze smartfona
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Dzięki zainstalowaniu na dowolnym smartfonie naszej aplikacji Etykiety ekspresowe możesz projektować nawet najbardziej skomplikowane etykiety z kodami 1D, 2D i kodami kreskowymi czy etykiety seryjne korzystając (...) czytam dalej »

Nowe rozwiązania w dziedzinie zasilania gwarantowanego »

Jaką rozdzielnicę nn wybrać do projektu?

Zasilanie gwarantowane Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) 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 »
3/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 3/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN
  • - Uproszczony projekt automatyki SZR z wydzieloną rozdzielnicą zasilania awaryjnego
Zobacz szczegóły
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