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1、 本科毕业设计（论文）罗氏线圈的仿真研究2012年6月 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷
2、本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 燕山大学毕业设计任务书学院：电气工程学院 系级教学单位：电力工程系学号学生姓名专 业班 级08级电力2班题目题目名称罗氏线圈的仿真研究题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）2.管理类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）题目类型1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研课题（ ） 生产实际（ ）
3、自选题目（ ） 主要内容1Rogowski线圈的测量原理；2Rogowski线圈的等效电路和特性分析；3Rogowski线圈的结构、电磁参数对其性能的影响研究；4. Matlab仿真分析基本要求1遵守毕业设计期间的纪律，按时答疑；2独立完成设计任务，培养基本的科研能力；3设计说明书一份（不少于2万字），A0图纸一张；英文资料翻译不少于3千汉字；说明书要求条理清晰、文笔通顺，符合毕业设计撰写规范的要求；论文、图纸中的文字符号符合国家现行标准；参考资料1Rogowski线圈电磁参数对其动态特性的影响研究. 电测与仪表2Rogowski线圈的结构、电磁参数对其性能影响的研究. 高压电器3自查有关资料
4、周 次14周58周912周1316周1718周应完成的内容查阅相关文献资料； 研究罗氏线圈的测量原理罗氏线圈的等效电路和特性分析结构参数对其性能的影响研究电磁参数对其性能的影响研究写论文准备答辩指导教师： 职 称：讲师 2012年1月 5日系级教学单位审批： 年 月 日摘要摘要电流互感器作为电力系统中的重要设备，对电力系统的正常运行和精确计量起着十分重要的作用。随着国民经济的发展，各种供电电压等级不断出现，对电力系统的测量和保护准确度要求不断提高。传统的电流互感器已经不能满足电力系统的高要求。而Rogowski线圈结构简单、测量精度高、线性度好，在一定条件下Rogowski线圈可以作为电流互感
5、器的替代品。本文分析了Rogowski线圈结构参数（如线圈宽度、厚度和中心半径）和电磁参数（如线圈自感、互感和内阻）之间的关系以及它们对线圈动态特性的影响。分析了罗氏线圈结构尺寸与电气参数的关系，建立了线圈的数学模型。研究了三种不同截面形状（矩形、圆形、和跑道形）的Rogowski线圈，针对不同截面形状的线圈建立了不同的数学模型，利用Matlab软件和等值电路对Rogowski线圈进行了仿真研究。通过比较分析提出了有关优选Rogowski线圈电磁和结构的方法，对于快速设计具有合理结构、最优电磁参数和良好动态特性的Rogowski线圈具有理论指导作用。关键词Rogowski线圈；截面形状；电磁参
6、数；结构参数；仿真；I 燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractCurrent transformers are important components in power system. And they play a primary role for working well and calculating precisely in power system. With the development of national economy, all kinds of new voltage levels and current levels emerge continuously,
7、 the high precise of measurement and protection are demanded increasingly. Traditional current transformer can not meet the high demand of the power system. However, Rogowski coils structure is simple, high accuracy, linearity, under certain conditions, the Rogowski coil can be used as a substitute
8、of the current transformer.In this paper, the relations between dimensions and electromagnetic parameters of the Rogowski coil have been studied as well as their influence on the dynamic performance of the coil . In this paper, the relationship between the coils dimension parameters and electronic p
9、arameters is analyzed respectively. The mathematical model of the coils dimension parameters is founded in detail. There are three different cross sections of Rogowski coils, that are Rogowski coils with rectangular cross section ,with circular cross section and with cross section in racetrack shape
10、. Three typical mathematical models of Rogowski coils are introduced in this paper. Matlab and the equivalent circuit, the methods of optimizing both dimensions and electromagnetic parameters of the coil are proposed. This can be as a guide to design a coil with high performance to measure current.K
11、eywordsRogowski coil; cross section shape; electromagnetic parameters; dimension parameters ; simulationII 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究现状21.3 罗氏线圈的发展前景41.4 论文内容安排4第2章 罗氏线圈的结构与原理62.1 罗氏线圈的测量原理62.2 罗氏线圈的等效电路72.3 罗氏线圈的三种不同结构82.3.1 矩形截面线圈82.3.2 圆形截面线圈92.3.3 跑道形截面线圈102.4 本章小结12第3章 线圈结构和电磁参数的
12、影响研究133.1 互感与结构参数的仿真研究133.2 线圈内阻与结构参数的仿真研究143.3 本章小结17第4章 罗氏线圈两种工作状态的研究184.1 Rogowski线圈的自积分工作状态184.2 Rogowski线圈的外积分工作状态214.3 本章小结22第5章 结构和电磁参数对线圈动态特性的影响235.1 线圈在不同结构参数下对动态特性的影响235.2 矩形截面和圆形截面线圈在不同匝数下的特性分析245.3 矩形截面线圈在不同中心半径下的特性分析275.4 矩形截面线圈在不同高度下的特性分析295.5 圆形截面线圈在不同截面直径下的动态特性研究305.6 本章小结32第6章 Rogow
13、ski线圈测量误差分析及改进措施336.1 热膨胀对Rogowski线圈的影响336.2 外界磁场对Rogowski线圈造成的影响346.2.1 平行于骨架的磁场分量的影响346.2.2 与骨架垂直的磁场分量的影响356.3 母线偏心放置时引起的误差356.4 绕线重叠造成的误差366.5 改进措施376.6 本章小结38结论39参考文献40致谢42附录43III第1章 绪论 第1章 绪论1.1 课题背景电力工业作为国家经济建设的基础工业，在国民经济建设中占据着十分重要的位置。据文1电流互感器是电力系统中电能计量和继电保护的重要设备，其可靠性及精度与电力系统的可靠、安全和经济的运行密切相关。传
14、统电磁式电流互感器是根据电磁感应原理将电流变换为5A/1A。其主要优点在于可靠性高、输出容量大，同时性能较稳定，适合长久运行，并且在我国已经有了长期运行的经验。但是随着电力工业的发展，电力设备传输系统容量开始越来越大，运行电压等级也越来越高，目前我国电网的运行电压等级可以达到750KV。以后的电压等级可能超过1000kV。在过去的近一个世纪时间里。我国主要使用传统的电磁式电流互感器进行电力系统方面的测量。传统的电磁式电流互感器由铁心和一、二次侧绕组构成，由电磁感应定律可知，当一次侧激磁电流在铁心中引起磁通时，二次侧绕组中感应出相应的电动势从而产生二次侧电流。所以在制造线圈时，依据电网额定电流的不同，一、二次侧绕组选用不同的变比。很长时间以来，在高电压设备
