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專利名稱：一種輸電線路雷擊故障波形精確測量方法
技術領域：
本發明涉及一種輸電線路電流波形的測量方法，尤其涉及輸電線路雷擊故障波形精確測量方法，主要是用于校正自積分RogOWSki線圈測量輸電線路雷擊故障電流時存在的低頻失真問題。
背景技術：
高壓輸電系統由于其分布廣、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，對雷電造成的輸電線路雷擊故障參數進行測量和特性分析分析成為輸電系統安全領域的一個重要課題。Rogowski線圈作為一種非接觸式電流互感器，廣泛應用于強流脈沖的測量領域， Rogowski線圈由細導線均勻繞制在非鐵磁性骨架上構成，載流導體垂直線圈穿心而過，通過電磁感應在線圈的輸出端感應出正比于電流變化率的電壓，輸出端電壓需經積分器積分轉換。在實際應用中，按照測量對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，適合測量中低頻的脈沖電流，外積分型Rogowski線圈適合測量高頻脈沖電流。在輸電線路雷擊故障監測中大多使用自積分型柔性無磁芯Rogowski線圈對輸電導線上的電流進行采樣測量，但是自積分型Rogowski線圈在測量雷擊故障中的低頻成分時，由于自積分條件難以滿足會出現低頻失真的問題，如何校正低頻失真成為輸電線路雷擊故障精確測量的關鍵問題。傳統校正自積分Rogowski線圈波形畸變的方法是靠增加線圈匝數來增大線圈自感而實現的，然而，這種方法會帶來線圈的靈敏度降低，以及因線圈端口電容及傳輸時間的增大而導致的輸出電流上升時間增大等測量誤差。

發明內容
本發明要解決的技術問題主要就是自積分型Rogowski線圈在輸電線路雷擊故障測量中的低頻失真問題，提供一種輸電線路雷擊故障波形精確測量方法，它通過對存在失真的測量值進行校正，達到對雷擊故障波形精確測量的目的。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是—種輸電線路雷擊故障波形精確測量方法，它的步驟為步驟S-1，利用柔性無磁芯Rogowski線圈自積分電路對輸電導線上的電流進行采樣測量，確定線路中的線路中的行波電流；步驟S-2 獲取校正系統的輸入輸出；將Rogowski線圈裝入脈沖電流發生器的輸出回路，調節沖擊電流發生器的參數， 讓其輸出2ms的方波脈沖，同時對Rogowski自積分回路的采樣電阻和沖擊電流發生器的分流器上的電壓值進行采樣測量，分別取得N組采樣值，分流器上的采樣值就是測量系統的輸入值，采樣電阻上的采樣值就是測量系統的輸出值；將采樣數據轉化為標準的電流輸入輸出測量值UtlGO、yo(k)，所以可以假定校正系統的輸入和輸出分別為u(k) = y0(k)、y (k)=U0 (k)；步驟S-3 根據輸入輸出計算校正系統的脈沖響應；設定校正系統為線性、時不變系統，則系統輸入u (t)、權函數k(t)、理論輸出ζ (t) 可表示為
權利要求
1. 一種輸電線路雷擊故障波形精確測量方法，其特征在于，它的步驟為 步驟s-l，利用柔性無磁芯Rogowski線圈自積分電路對輸電導線上的電流進行采樣測量，確定線路中的線路中的行波電流； 步驟S-2 獲取校正系統的輸入輸出；將Rogowski線圈裝入脈沖電流發生器的輸出回路，調節沖擊電流發生器的參數，讓其輸出方波脈沖，同時對Rogowski自積分回路的采樣電阻和沖擊電流發生器的分流器上的電壓值進行采樣測量，分別取得N組采樣值，分流器上的采樣值就是測量系統的輸入值，采樣電阻上的采樣值就是測量系統的輸出值；將采樣數據轉化為標準的電流輸入輸出測量值 uQ(k)、yQ(k)，可以假定校正系統的輸入和輸出分別為u(k) =y0(k)、y(k) =U0GO ； 步驟S-3 根據輸入輸出計算校正系統的脈沖響應；設定校正系統為線性、時不變系統，則系統輸入u (t)、權函數k(t)、系統理論輸出ζ (t) 可表示為
2.如權利要求1所述的輸電線路雷擊故障波形精確測量方法，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量，公式如下當
3.如權利要求1所述的輸電線路雷擊故障波形精確測量方法，其特征在于，所述步驟 S-4中，確定傳遞函數的階η的方法為利用各階矩陣行列式平均值變化趨勢計算確定η，設校正系統的脈沖傳遞函數為利用步驟S-3中確定的脈沖響應序列G= {g(l)，g(2)，…，g(p)}Y構造Hankel矩陣，
4.如權利要求1所述的輸電線路雷擊故障波形精確測量方法，其特征在于，所述步驟 S-5中，求取傳遞函數的系數的方法為利用最小二乘法計算傳遞函數的系數， 設系統的傳遞函數為
全文摘要
本發明提出了一種輸電線路雷擊故障波形精確測量方法。所述方法包括利用自積分型柔性無磁芯Rogowski線圈對輸電線路上的電流進行采樣測量，并設計一個校正系統對測量值進行校正。區別于傳統的通過增大電感和現行的一些利用硬件電路進行校正的方法，本發明利用一定的軟件算法實現校正系統傳遞函數的功能。在求取校正系統的傳遞函數時，首先利用脈沖電流發生器模擬方波輸出，并對Rogowski線圈和分流電阻進行采樣測量，根據校正系統是對測量系統逆向還原的特性得出校正系統的輸入輸出，再利用最小二乘法計算校正系統的脈沖響應，利用Hankel矩陣法計算傳遞函數的階數，最后再次利用最小二乘辨識求出傳遞函數的系數。
文檔編號G01R35/00GK102288932SQ20111011996
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月10日 優先權日2011年5月10日
發明者云玉新, 劉民, 姚金霞, 谷山強, 錢冠軍, 陳家宏 申請人:山東電力研究院