工业用直流大电流计量标准装置的研究

论文摘要

直流大电流在电解行业有着广泛的应用,随着特高压直流输电的大力发展,直流大电流在电力系统领域中的应用也将越来越广阔。然而其计量工作还处于滞后状态,导致能源大量的浪费,这不符合节能减排和低碳经济的发展要求。因此必须建立一套直流大电流计量标准,研制相关标准计量装置,以真正体现计量技术在节能减排事业中的突出作用。本文研究的课题是国家质检公益性行业科研专项项目——直流大电流计量标准装置的研究(编号200710107)。本文研究的就是一种工业用直流大电流计量标准装置,其作用不仅可以现场在线监测直流大电流,而且比较容易校验工业现场使用的直流互感器,从而保证测量工作的准确性和可靠性。论文首先介绍了直流大电流计量工作的研究现状,明确了本课题的研究意义。第2章主要介绍了适用于现场检测微小直流的双铁芯差动式结构的磁调制器工作机理。并介绍了双铁芯磁调制式直流比较仪测量大电流的原理。本文采用了基于磁调制开口式多通道直流比较仪以解决工业现场中的各种实际问题。第3章叙述了硬件部分的设计工作,主要包括传感头、信号处理电路和数字显示部分的设计。其中信号处理电路主要包括带通滤波、相敏解调、直流放大和功率放大电路。第4章分析计量标准装置的比例误差以及实际测试方法。首先引入了电流传递系数这一概念,严格证明了比例误差实际上就是电流传递系数的相对误差。在此基础上详细分析了电压差值法和电流对接法测量比例误差的原理,并得到最终的计算表达式。最后模拟工业现场测试,结果证实了标准计量装置的比例误差在万分之二以内。第5章主要从理论的角度分析了开口式多通道比较仪的防磁特性,稳定工作的机理以及比较仪的气隙特性。论文最后总结了全文的工作,并提出了有待进一步研究的工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 直流大电流计量工作的意义
• 1.2 直流大电流计量工作的研究现状
• 1.3 研究的科研项目介绍
• 1.4 本文的主要工作和章节安排
• 2 直流大电流计量标准装置的原理
• 2.1 磁调制器原理
• 2.2 电流比较仪原理
• 2.3 基于磁调制式直流比较仪原理
• 2.4 基于磁调制开口式多通道直流比较仪原理
• 2.5 本章小结
• 3 工业用直流大电流计量标准装置的硬件设计
• 3.1 传感头设计
• 3.2 信号处理电路设计
• 3.3 数字显示电路设计
• 3.4 本章小结
• 4 计量标准装置比例误差分析及测试
• 4.1 计量标准装置误差定义
• 4.2 计量标准装置静态误差的理论分析
• 4.3 计量标准装置比例误差的实际测试
• 4.4 本章小结
• 5 开口式多通道直流比较仪特性分析
• 5.1 多通道直流比较仪的防磁特性
• 5.2 多通道直流比较仪稳定工作的机理研究
• 5.3 开口式多通道直流比较仪的气隙特性
• 5.4 本章小结
• 6 全文总结与工作展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 作者在攻读硕士学位期间发表的论文