电子式互感器原理及应用 (2)
3.7 本章小结 19
4 Rogowski 线圈电子式电流互感器建模仿真 21
4.1 自积分式Rogowski 线圈建模仿真 21
4.2 外积分式Rogowski 线圈建模仿真 28
4.3 本章小结 30
结 论 31
致 谢 32
参考文献 .. 33
1 引言
互感器是电力系统中进行继电保护和能量测量的重要设备，其可靠度和精度对于电力系
统的经济和安全运行起到了至关重要的作用。一般情况下，我们只能利用合适的互感器依据
特定的比值将一次侧的大电流、高电压转换成小电流、低电压来获取，而无法从大电流和高
电压上直接获取所需要的数据。这种转换方法隔开了高压电网与测量回路，从而保证工作人
员的人身安全以及二次设备的安全运行。互感器可以算是一类特殊的变压器，与普通的变压
器相比，它有着相似点，但同时也有着其自身的特别之处。
伴随着我国经济建设的潮流，科学技术飞速发展，电力系统方面也取得了极大的突破。
随着电网传输容量的不断增加以及电压等级的不断提升， 对测量仪器方面的要求也日趋增加。
传统的电磁式互感器，已经无法达到准确测量以及安全保护的基本要求。因此，寻求能符合
电力系统发展需求的、更先进的新型电子式互感器的任务势在必行。在这种发展背景和趋势
下，新型的电子式互感器所特有的优势逐渐突显出来。其中， Rogowski 型电子式电流互感器
因其结构上的独特之处以及在使用过程中所体现出的优异性能而被广泛关注[1]，本文的后半
部分对 Rogowski 型电流互感器的工作原理以及频率特性等方面作了详细介绍。
1.1 电子式互感器的研究背景和意义
1.1.1 传统的电磁式互感器的缺点
近年来，国内外掀起了建设所谓的智能电网的热潮，智能电网中的数字变电站更是要求
互感器具备数字量的输出，并具备智能化的特征。传统的电磁式互感器无法满足飞速发展的
计算机技术对电压信号和电流信号的完整信息进行数字化处理的要求，难以在线监测电网中
的各个电磁参数的有关变化，严重阻碍了电力系统智能化、自动化的发展。
传统的电磁式互感器的主要缺点有[2,3]：
1. 绝缘技术要求复杂且易燃易爆。随着电压等级的逐渐提高，电磁式互感器的体积日益
增大，对绝缘技术要求也越来越苛刻，其制造和运行成本随着电压等级的不断提升而成指数
式的增长，而且在过电流过电压的情况下容易引发起火甚至是爆炸等危险。对 m 于 1200KV
及以上的电压等级，传统的绝缘方式已经无法满足技术需求了；
2. 动态范围小，频带窄，误差大。随着电力系统电压等级的不断提高，系统中的额定电
压和电流的数值都很大。传统的电磁式电流互感器中的铁心在非周期性电流的影响下，会变
得饱和，会导致电流增大的时候而励磁却无法正确反映，通常会出现极大的误差，其测量范
围会受到极大的影响而被严重限制。如果互感器的铁心在例如故障电流等会发生急剧变化的电流下存在剩磁通，很有可能会导致输出电流的严重畸变等严重后果；
3. 成本高昂。 成本由于其绝缘要求苛刻以及配备了昂贵的保护装置用以减小误差而剧增。
再者，在体积增大的情况下，其运输困难程度和相应的费用也会随之增加；
4. 对二次侧的要求严格。主要有：①对所搭载的负荷要求严格，测量误差会由于二次侧