專利名稱：一種輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電線路電流波形的測(cè)量方法，尤其涉及輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法，主要是用于校正自積分RogOWSki線圈測(cè)量輸電線路雷擊故障電流時(shí)存在的低頻失真問(wèn)題。
背景技術(shù)：
高壓輸電系統(tǒng)由于其分布廣、幾何尺寸大等原因極其容易遭受雷電侵襲，資料表明輸電線路故障中80%是雷擊故障，對(duì)雷電造成的輸電線路雷擊故障參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和特性分析分析成為輸電系統(tǒng)安全領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。Rogowski線圈作為一種非接觸式電流互感器，廣泛應(yīng)用于強(qiáng)流脈沖的測(cè)量領(lǐng)域， Rogowski線圈由細(xì)導(dǎo)線均勻繞制在非鐵磁性骨架上構(gòu)成，載流導(dǎo)體垂直線圈穿心而過(guò)，通過(guò)電磁感應(yīng)在線圈的輸出端感應(yīng)出正比于電流變化率的電壓，輸出端電壓需經(jīng)積分器積分轉(zhuǎn)換。在實(shí)際應(yīng)用中，按照測(cè)量對(duì)象不同存在自積分電路和外積分電路兩種，自積分型 Rogowski線圈，適合測(cè)量中低頻的脈沖電流，外積分型Rogowski線圈適合測(cè)量高頻脈沖電流。在輸電線路雷擊故障監(jiān)測(cè)中大多使用自積分型柔性無(wú)磁芯Rogowski線圈對(duì)輸電導(dǎo)線上的電流進(jìn)行采樣測(cè)量，但是自積分型Rogowski線圈在測(cè)量雷擊故障中的低頻成分時(shí)，由于自積分條件難以滿足會(huì)出現(xiàn)低頻失真的問(wèn)題，如何校正低頻失真成為輸電線路雷擊故障精確測(cè)量的關(guān)鍵問(wèn)題。傳統(tǒng)校正自積分Rogowski線圈波形畸變的方法是靠增加線圈匝數(shù)來(lái)增大線圈自感而實(shí)現(xiàn)的，然而，這種方法會(huì)帶來(lái)線圈的靈敏度降低，以及因線圈端口電容及傳輸時(shí)間的增大而導(dǎo)致的輸出電流上升時(shí)間增大等測(cè)量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題主要就是自積分型Rogowski線圈在輸電線路雷擊故障測(cè)量中的低頻失真問(wèn)題，提供一種輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法，它通過(guò)對(duì)存在失真的測(cè)量值進(jìn)行校正，達(dá)到對(duì)雷擊故障波形精確測(cè)量的目的。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是—種輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法，它的步驟為步驟S-1，利用柔性無(wú)磁芯Rogowski線圈自積分電路對(duì)輸電導(dǎo)線上的電流進(jìn)行采樣測(cè)量，確定線路中的線路中的行波電流；步驟S-2 獲取校正系統(tǒng)的輸入輸出；將Rogowski線圈裝入脈沖電流發(fā)生器的輸出回路，調(diào)節(jié)沖擊電流發(fā)生器的參數(shù)， 讓其輸出2ms的方波脈沖，同時(shí)對(duì)Rogowski自積分回路的采樣電阻和沖擊電流發(fā)生器的分流器上的電壓值進(jìn)行采樣測(cè)量，分別取得N組采樣值，分流器上的采樣值就是測(cè)量系統(tǒng)的輸入值，采樣電阻上的采樣值就是測(cè)量系統(tǒng)的輸出值；將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的電流輸入輸出測(cè)量值UtlGO、yo(k)，所以可以假定校正系統(tǒng)的輸入和輸出分別為u(k) = y0(k)、y (k)=U0 (k)；步驟S-3 根據(jù)輸入輸出計(jì)算校正系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)；設(shè)定校正系統(tǒng)為線性、時(shí)不變系統(tǒng)，則系統(tǒng)輸入u (t)、權(quán)函數(shù)k(t)、理論輸出ζ (t) 可表示為
權(quán)利要求
1. 一種輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法，其特征在于，它的步驟為 步驟s-l，利用柔性無(wú)磁芯Rogowski線圈自積分電路對(duì)輸電導(dǎo)線上的電流進(jìn)行采樣測(cè)量，確定線路中的線路中的行波電流； 步驟S-2 獲取校正系統(tǒng)的輸入輸出；將Rogowski線圈裝入脈沖電流發(fā)生器的輸出回路，調(diào)節(jié)沖擊電流發(fā)生器的參數(shù)，讓其輸出方波脈沖，同時(shí)對(duì)Rogowski自積分回路的采樣電阻和沖擊電流發(fā)生器的分流器上的電壓值進(jìn)行采樣測(cè)量，分別取得N組采樣值，分流器上的采樣值就是測(cè)量系統(tǒng)的輸入值，采樣電阻上的采樣值就是測(cè)量系統(tǒng)的輸出值；將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的電流輸入輸出測(cè)量值 uQ(k)、yQ(k)，可以假定校正系統(tǒng)的輸入和輸出分別為u(k) =y0(k)、y(k) =U0GO ； 步驟S-3 根據(jù)輸入輸出計(jì)算校正系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)；設(shè)定校正系統(tǒng)為線性、時(shí)不變系統(tǒng)，則系統(tǒng)輸入u (t)、權(quán)函數(shù)k(t)、系統(tǒng)理論輸出ζ (t) 可表示為
2.如權(quán)利要求1所述的輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟 S-I中，行波電流確定方法為利用Rogowski線圈電磁耦合原理采樣測(cè)量，公式如下當(dāng)
3.如權(quán)利要求1所述的輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟 S-4中，確定傳遞函數(shù)的階η的方法為利用各階矩陣行列式平均值變化趨勢(shì)計(jì)算確定η，設(shè)校正系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為利用步驟S-3中確定的脈沖響應(yīng)序列G= {g(l)，g(2)，…，g(p)}Y構(gòu)造Hankel矩陣，
4.如權(quán)利要求1所述的輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟 S-5中，求取傳遞函數(shù)的系數(shù)的方法為利用最小二乘法計(jì)算傳遞函數(shù)的系數(shù)， 設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為
全文摘要
本發(fā)明提出了一種輸電線路雷擊故障波形精確測(cè)量方法。所述方法包括利用自積分型柔性無(wú)磁芯Rogowski線圈對(duì)輸電線路上的電流進(jìn)行采樣測(cè)量，并設(shè)計(jì)一個(gè)校正系統(tǒng)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行校正。區(qū)別于傳統(tǒng)的通過(guò)增大電感和現(xiàn)行的一些利用硬件電路進(jìn)行校正的方法，本發(fā)明利用一定的軟件算法實(shí)現(xiàn)校正系統(tǒng)傳遞函數(shù)的功能。在求取校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)時(shí)，首先利用脈沖電流發(fā)生器模擬方波輸出，并對(duì)Rogowski線圈和分流電阻進(jìn)行采樣測(cè)量，根據(jù)校正系統(tǒng)是對(duì)測(cè)量系統(tǒng)逆向還原的特性得出校正系統(tǒng)的輸入輸出，再利用最小二乘法計(jì)算校正系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)，利用Hankel矩陣法計(jì)算傳遞函數(shù)的階數(shù)，最后再次利用最小二乘辨識(shí)求出傳遞函數(shù)的系數(shù)。
文檔編號(hào)G01R35/00GK102288932SQ20111011996
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者云玉新, 劉民, 姚金霞, 谷山強(qiáng), 錢冠軍, 陳家宏 申請(qǐng)人:山東電力研究院