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


PROMOCJA na kamery termowizyjne nawet do 5000 zł taniej !! »

Tylko do 31.XII możesz skorzystać z obniżki na oscyloskopy»

Promocja kamery termowizyjne oscyloskopy niskie ceny
Zostało już tylko kilka dni promocji na kamery termowizyjne. Zobacz niższe ceny z okazji BLACK FRIDAY i CYBER WEEK (...) chcę zobaczyć ceny » Oscyloskopy cyfrowe świetnie sprawdzają się przy pomiarach w laboratoriach oraz firmowych działach rozwoju. Bywają także niezbędne podczas zadań serwisowych (...) czytam dalej »


Akumulatory do każdego typu pojazdu »

Rozwój odnawialnych źródeł energii w Polsce »

Akumulatory do każdego typu pojazdu Magazyny energi w polsce
Niezależnie od tego czy jeździsz samochodem osobowym, SUV-em, terenówką czy autem dostawczym, znajdziesz(...) czytam dalej » Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków(...) czytam dalej »

Jak zdalnie monitorować pracę silnika?

UPS zasilacze Jak przekształcić silni elektryczny w inteligentne, połączone bezprzewodowo urządzenia. Czujnik montowany jest na kadłubie silnika indukcyjnego niskiego napięcia bez potrzeby okablowania czy wprowadzania zmian mechanicznych (...) czytam dalej »


Switche niezarządzalne - które wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Switche niezarządzalne Rola miedzi w energetyce słonecznej
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 » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Kable i przewody - pobierz bezpłatny Ebook »

Kable i przewody ebook Przedstawiamy nowy poradnik „Kable i przewody”! Znajdziecie w nim m.in. metody ochrony kabli przed pożarem, jak prowadzić i oznaczać trasy kablowe (...) czytam dalej »


Stacje ładowania elektryków przed własnym domem »

Co się stało z tymi kablami?

miejska stacja ładowania 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 »

Zapraszamy na szkolenia z elektro.info » 
Ebooki dla elektryków i nie tylko

Serdecznie zapraszamy do zapoznania się z ofertą szkoleń organizowanych przez lub przy udziale „elektro.info”. Naszą silną stroną jest dobrze merytorycznie przygotowany zespół, który
(...)
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 »
11/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 11/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Eksploatacja instalacji elektrycznych tymczasowych
  • - Symulacyjne metody analizy funkcjonowania układów automatyki elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły

Aukcje 2019 - ile dla wiatru i fotowoltaiki?

Jak podaje portal gramwzielone.pl, rząd nadal nie ogłosił szczegółowych założeń przyszłorocznych aukcji dla odnawialnych źródeł energii. Jednak informacje podało Ministerstwo Energii,...

Szczypce-klucz Knipex

Szczypce-klucz to narzędzie opracowane i opatentowane wiele lat temu przez niemiecką firmę Knipex. Pod względem funkcjonalności łączy szczypce nastawne z kluczem nastawnym typu...
EAST UPS EAST UPS
Marka EAST ® to uznany producent wysokowydajnych zasilaczy awaryjnych UPS zaprojektowanych do całodobowej ochrony urządzeń elektrycznych oraz...
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