专利名称：基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距方法及装置，属于电力系统继电保护领域。
背景技术：
近几年，数字化变电站技术在我国发展迅速，在工程化和实用化方面走在世界的前列。全国已有改建、试点及新建不同电压等级的数字化变电站近300座。数字化变电站的突出标志之一是电子式互感器的采用，使用最为广泛的电子式电流互感器即为Rogowski 电流互感器，与传统电磁式互感器相比，电子式互感器具有体积小、质量轻、频带宽、动态范围大、绝缘要求低、无磁饱和、无铁磁谐振、数字化输出等众多优点。电子式互感器有着完善的标准体系，国际标准IEC 60044、IEC 61850，国内标准《智能变电站技术导则》、《智能变电站设计技术规定》等明确了电子式互感器从设计、测试到应用的各个环节，大大促进了电子式互感器的应用进程。此外电子式互感器还能大大地节约铜、铁等金属材料，更加经济和节能。可以预料，在未来智能电网建设中，这种“下一代”互感器在不久的将来有望取代传统互感器，其应用对改善继电保护及其它二次设备的性能和提高智能化程度起重要作用。基于故障产生的暂态行波的故障测距原理能够实现对故障的准确定位，是基于工频量的方法所难以比拟的。目前基于行波原理和时间同步技术的行波测距虽已率先进入实用化阶段，但其主要途径是利用电磁式电流互感器(CT)传变的电流行波波头进行故障定位。由于传统CT的频响带宽约为100kHz，而暂态行波的频带范围很宽，约为几千赫兹到几百千赫兹，因此利用CT作为传感设备的行波故障定位在可靠性和定位精度方面仍存在先天性不足。另一方面，基于行波的故障测距依赖于对行波波头到达母线端时刻的识别，其突变强度直接影响识别的可靠性。目前做法有两种，其一利用小波变换得到的模极大值反映突变时刻；其二利用对信号的求导运算获取突变时刻。前者需要较为复杂的数学运算；后者需要增加模拟电路。
发明内容
本发明提供一种基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距方法及装置，它基于Rogowski线圈的信号传变特点，有望很好地解决上述问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距方法，因线路发生故障时产生
的故障行波浪涌近似为一直角波，上升迅速，平缓下降，用一个双指数公式表示为
V = VJi^-i^)(1)安装于线路上的Rogowski线圈接收到该行波浪涌后，根据自身的传变特点，其输
出信号为该浪涌信号的导数
权利要求
1.一种基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距方法，其特征是，在线路发生故障时产生的故障行波浪涌近似为一直角波，其上升迅速，平缓下降，因此用一个双指数公式表示为ν = VJeh e—义)(1)安装于线路出口处的RogOWSki线圈接收到该行波浪涌后，根据自身的传变特点，其输出信号为该浪涌信号的导数V =L(丄 X-Ie—又)(2)V'即为行波信号的导数表达式，也就是微分行波；由于上升时间T1值较小，因而初始时刻V'将非常大，将有利于行波波头的检测；该微分信号经过带通滤波器后，再进行模数转换，然后通过光纤送入行波测距装置中；行波测距装置根据Rogowski线圈输出的微分行波构建出如式(3)所示的检测判据，来实现对行波波头的识别，Iv' (k)l >V' set (3)如果上式连续η'个点均成立，则判定行波波头到达，其中ν' (k)表示ν'的第k点采样值；若判断出行波波头到达，则立即记录下该时刻值，然后可利用公知的行波测距方法计算出故障点的距离。
2.一种基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距装置，其特征是，它包括连接在线路中的Rogowski线圈，其输出信号与一个IkHz 500kHz的带通滤波器连接，IkHz 500kHz的带通滤波器与A/D转换模块连接，A/D转换模块与光纤连接，光纤与行波测距装置连接。
3.如权利要求2所述的基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距装置，其特征是， 所述Rogowski线圈与带通滤波器间设有调理电路。
4.如权利要求2所述的基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距装置，其特征是， 所述Rogowski线圈外侧还包裹一个屏蔽罩，屏蔽罩有效接地。
全文摘要
本发明是一种基于Rogowski线圈微分输出的行波故障测距方法及装置，属于电力系统继电保护领域。传统的行波测距方法可靠性和精确性因受电磁式电流互感器(CT)带宽的制约而存在先天不足。电子式电流互感器(ECT)的传感头——Rogowski线圈具有结构简单、频带宽、线性度好以及响应速度快等优点，非常适合于行波信号的传变。Rogowski线圈输出信号为一次电流的导数，在突变点处的幅值变化十分明显，更加有利于行波波头的检测。本发明据此提出了一种直接利用罗氏线圈输出的电流行波微分信号(本发明称之为“微分行波”)来实现故障定位的新方法。该方法的应用将解决数字化(智能)变电站的行波故障定位问题。
文档编号G01R31/08GK102305900SQ20111013222
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月21日 优先权日2011年5月21日
发明者向珉江, 安艳秋, 朱国防, 王慧, 邹贵彬, 高厚磊 申请人:山东大学