基于自适应技术的组合式光学电流互感器的.研究

《基于自适应技术的组合式光学电流互感器的.研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、华北电力大学(北京)硕士学位论文(2)不含铁心，消除了磁饱和，能测量暂态非周期分量；(3)具有良好的抗电磁干扰，耐腐蚀，防水等能力；(4)动态范围大，其额定电流可由几十安至几千安，过电流范围可达几十万安；既可测交流又可测直流；(5)频带宽，可测出高压线路的谐波电流；还可进行电流暂态、高频大电流与直流的测量，对研究新原理继电保护装置很有好处；(6)优良的绝缘性能，体积小，重量轻，价格便宜；可见，光学电流互感器的以上优点符合了未来电站、变电所发展的需要。同时它运行安全可靠，不会爆炸，还可以节约大量的铜和矽钢片，社会效益明

2、显。由于其绝缘结构相对简单，且随着电压等级的升高，性价比也逐渐升高，经济效益良好，所以OCT的研制很有意义，它将促进电力系统和国民经济的发展。§1．2课题来源及方案讨论本课题来源于华北电力大学和北京许继电气有限公司的一项科技开发项目，项目名称为“基于自适应技术的组合式光学电流互感器的研制”。光学电流互感器的优点很多，最主要的优点是不饱和。继电保护是光学电流互感器发挥作用的最主要的舞台。在大电网中发生短路时，非周期分量电流的持续时间长，造成传统cT因饱和而失效，使快速保护不能迅速动作，采用光学电流互感器这个难题就会迎刃

3、而解。目前光学电流互感器的研究大多着眼于光学材料、结构设计方面的研究，研究中碰到的最大困难就是环境因素的影响。由于受环境因素(温度，双折射，振动等)影响，光学电流互感器的稳态精度难以和传统CT相媲美，与电力系统计量要求有相当的距离，因而阻碍了其实用化进程。这种研究方向依赖于材料的发展、结构和制造工艺方面的突破，因此受制于光学材料和工艺的进步。尽管国内外对光学电流互感器的研究已取得很大进展，但光学电流互感器仍2华北电力大学(北京)硕士学位论文然没有在现场中使用。本文提出的组合式光学电流互感器(HOCT)，从另一个角度来

4、推动光学电流互感器的实用化和产品化。HOCT的核心技术是模型参考自适应理论，这种自适应系统需要一个稳态标准模型作为参考，本体OCT稳态时实时跟踪模型输出，调整校正参数以适应各种外界因素的变化，始终保持较高的稳态测量性能；在暂态时利用稳态调整好的校正参数对本体OCT的暂态测量输出进行处理，因此能获得较高的暂态测量精度。这种组合的思想能充分发挥稳态标准模型和本体OCT各自的优势。稳态标准模型(本文中采用传统CT)稳态测量精度高，而本体OCT具有突出的暂态测量特性，因此这种组合式光学电流互感器对暂稳态信号都有很好的测量性能

5、。中低压电网中可直接采用传统cT作为稳态参考模型，利用了其最显著的优点即较高的稳态铡量性能。但220kv以上高压超高压电网中传统cT的弊端变的较为突出，如绝缘困难，体积大，成本高；突发性爆炸危险性增大；二次开路存在严重的过电压危险等。这种情况下应采用另一种类型的互感器作为稳态参考模型，如有源光学电流互感器。和传统cT一样，有源光学电流互感器无法测量故障信号的非周期分量，但它克服了传统cT在高压网表现出的一系列弊端，同时还保证了满足计量要求的稳态测量精度。本项目研制的组合式光学电流互感器采用的是传统CT作为稳态参考模型

6、。这种组合实用性强，直接利用现场已有的传统cT，易于实现。本文阻下章节均基于这种组合的研究之上。事实上，过去的高压电流互感器大多也是多个cT的组合，保护用CT和测量用cT并不是共用的，只不过是采用同一原理的不同用法。现在的差别是采用不同原理，但是电流互感器的整体外形没有什么变化，都安装在同--#b壳中，不影响变电站的布置，也不影响电流互感器的使用。组合式电流互感器不是两种互感器的简单组合，要通过合理的设计实现相互校正，提高互感器的整体性能。以上介绍了OCT的两种不同的研究方向：一种是从光学传感器华北电力大学(北京)硕

7、士学位论文材料、结构、工艺等方面来提高其测量精度；另一种是通过校正控制方法来全面提高互感器的性能。我们提出的第二种即组合式光学电流互感器不仅能从根本上解决了一般光学电流互感器最困难的问题：线性双折射的影响，大大提高测量精度，而且摆脱了材料、工艺等的制约，提高长期运行的稳定性，因而加速了OCT的实用化进程，在OCT市场上具有更强的竞争力和更广阔的发展空间。§1．3本文研究的主要内容本文以研制组合式光学电流互感器为基本点，结合光学电流互感器和传统CT进行自适应信号处理技术和小波变换奇异性检测原理的研究。本文主要内容包括：

8、(1)综述了研制光学电流互感器的重要意义，说明了本课题的来源并进行了方案讨论，介绍了论文的主要内容。(2)综合论述了光学电流互感器的发展历史、研究及应用现状，介绍了各种类型的OCT和OCT的基本原理，分析了影响传感头长期稳定运行的一个重要因素即双折射效应。(3)阐述了组合式光学电流互感器的工作原理及实现方式，进行了本体传感头的设计，包括所用法拉