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

Poradnik inżyniera elektryka. Komplet 3 tomów »

Poradnik inżyniera elektryka Poradnik jest przeznaczony przede wszystkim dla inżynierów elektryków. Mogą z niego korzystać również inżynierowie innych specjalności oraz studenci wydziałów elektrycznych i energetycznych wyższych szkół technicznych(...) czytam dalej »


Czy istnieje niezniszczalna oprawa LED?

Jaki jest najlepszy hermetyk na rynku »

Niezniszczalne oprawy LED Ebook
Oprawy, które łączą w sobie zalety źródeł światła LED z nowoczesnymi systemami optycznymi. Źródła LED o dużej wydajności świetlnej, wytwarzają oświetlenie o bezprecedensowej (...) zobacz więcej  » Dzięki wprowadzonym rozwiązaniom konstrukcyjnym oprawa charakteryzuje się szczelnością oprawy IP66. Podstawa i klosz wykonany z poliwęglanu zapewnia oprawie wysoki stopień odporności na uderzenia IK09.
(...)
czytam dalej »

System zarządzania energią EMS CX3 »

System zarządzania energią EMS CX3 składa się z urządzeń o niezwykle kompaktowej budowie modułowej, które w łatwy sposób można zainstalować zarówno w nowopowstających instalacjach jak i już istniejących, w jednym rzędzie rozdzielnicy elektrycznej z innymi aparatami (...) czytam dalej »


Konkurs z nagrodami dla elektryków! Zobacz które miejsce zdobędziesz »

Przewody elektryczne i kable spełniające normy CPR »

Konkurs dla elektryków - liga specjalistów Kable przeowdy lapp
Jesteś specjalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Weź udział w pierszej edycji Ligi Specjalistów i poczuj emocje związane z rywalizacją w konkursie! Zaglądaj na stronę ligaspecjalistow.pl i odpowiadaj na pytania ze swojej branży.  
zobacz konkurs »
Nieposiadanie Deklaracji Własności Użytkowych na kabel lub przewód jako wyrób budowlany oznacza brak możliwości wprowadzenia go na rynek Unii Europejskiej jako wyrób budowlany, a w konsekwencji niemożliwość (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Zobacz nowości na ELEKTROTECHNIKA 2019 »

PRzewody i kable standardy Ochrona przepięciowa systemów alarmowych
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Targi ELEKTROTECHNIKA skierowane są do producentów i użytkowników sprzętu niskiego, średniego i wysokiego napięcia oraz systemów alarmowych i rozwiązań umożliwiających instalację przewodów elektrycznych w nowoczesnych budynkach. Równolegle odbędą się Targi ŚWIATŁO oraz Wystawa TELETECHNIKA..(...) 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 »
1-2/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 1-2/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania transformatorów elektromedycznych bloku operacyjnego szpitala
  • - Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych
Zobacz szczegóły

Budowa linii 400 kV trwa

Jak podaje portal cire.pl, budowa linii 400 kV pomimo zimy nadal trwa. Jest to kluczowa realizacja dla ciągłości dostaw energii elektrycznej na terenie województwa mazowieckiego i aglomeracji...

Nożyczki dla elektryków

Skrzynka narzędziowa każdego elektryka powinna zawierać przyrządy do cięcia. Szczególnie polecamy uniwersalny model nożyczek firmy Knipex 95 05 10 SB.
Elastycznie i bezpiecznie

Elastycznie i bezpiecznie

Systematycznie rozbudowujące się systemy instalacji elektrycznych powodują, że szukamy nowych rozwiązań w zakresie bezpiecznego prowadzenia tras kablowych.
ZPAS ZPAS
ZPAS z siedzibą w Przygórzu to lider produkcji szaf i obudów teleinformatycznych, energetycznych i automatyki oraz kompleksowych rozwiązań...
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