光学电流互感器实用化方法的研究

《光学电流互感器实用化方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本论文旨在探求满足电力系统发展需要的电流传感新策略。基于深入的理论分析和大量的实验研究，提出了OCT数据融合算法和混池补偿方法，构建了自适应光学电流立感器(AOCT)，提出了OCT的通用检测方法，完成了AOCT的设计、研制和性能测试。AOCT已经在某110kV变电站挂网运行。首先立足于电力系统的需要，提出理想的电流互感器应具有的品性：(1)稳态测量精度满足电能计量要求；(2)具有良好的动态响应能力，满足系统保护、控制与系统动态分析的需要；(3)具有长期运行的稳定性；(4)具有优良的绝缘性能。电磁

2、式电流互感器(CT)不能满足以上要求，这已经是不争的事实。论文对Rogowski线圈光电电流互感器的频率特性、稳态响应和暂态性能进行了深入的研究，指出：Rogowski线圈光电电流互感器对于0．2级的计量应用具有很大的设计难度；只能满足当6U工频保护的需要，难以满足未来电网对电流互感器的动态性能要求。而法拉第磁光效应原理的光学电流互感器(OCT)因其优良的动态性能而具有理想电流互感器的潜质。到目前为止OCT仍然面临两个实用化难题一一受温度引起的双折剁影响，测量精度达不到计量要求；存在长期运行稳定性问

3、题。运行稳定性问题可以靠简化光路束解决。为提高OCT的测量精度，本论文深入研究了温度对OCT的影响机理。鉴于温度对光学电流互感器的影响是复杂的、随机的和非线性的，难以给出精确的数学描述，本文建立了OCT的数据融合模型，提出了稳态融合算法和暂态记忆关联准则，并据此构建了一种新型的OCT系统——自适应光学电流互感器。高精度小CT结合光纤传输技术构成了OECT，提供精确的稳态基波测量数据，通过稳态数据融合算法修正温度对OCT的影响。为防止小CT饱和带来不良影响，故障时闭锁数据融合过程，采用暂态记忆关联准则

4、修J下温度影响。由于和故障时间相比，温度的变化非常缓慢，因此，可以用故障前的温度补偿因子来修正暂态过程的测量值。AOCT同时实现了高精度的稳态测量(0．2级)和暂态测量(瞬时峰值误差在士1％以内)。自适应光学电流互感器(AOCT)虽然需要两个测量环节～一OECT和OCT，但是对每个测量环节的要求比各测量坏节单独使用时的要求显著降低，因此自适应光学电流互感器(AOCT)的制造也就相对要容易得多，这对于自适应光学电流互感器(AOCT)的实用化和大规模生产、应用无疑具有极为重要的意义。数据融合的目的是为了

5、减小温度对OCT测量精度的影响，但并未考虑信噪比的情况。事实上噪声将影响测量精度。当信号的信噪比较低时采用常规的方法难以准确测量OCT的输出，从而影响数据融合算法的效果。为此本论文提出基于混沌I华北电力大学博士学位论文理论的补偿方法以保证数据融合的精度。该方法依赖于本文提出的两项关键技术。一是基于输出位移x包络特征的混沌特性自动判别方法，它具有实时性好、易于实现的优点。二是新型的微弱正弦信号幅值检测方法，即Duffing—ML沾，该方法基于对Duffing系统信噪改善特性和频谱特性的分析，将最大似然

6、法用于估计Duffing系统输出位移x的幅值，获得了良好的噪声免疫能力。把这两项技术用于数据融合算法形成了基于混沌理论的温度补偿方法，扩大了OCT测量的动态范围，确保噪声严重时数据融合算法的有效性。目前光学电流互感器已进入实用化研究阶段，规范其性能指标的测试，无论对于光学电流互感器的研制还是推广应用都非常重要。本文依据1EC60044—8标准给出了光学电流互感器的接口建议；采用虚拟仪器技术，针对数字输出方式和模拟输出方式的光学电流互感器，分别构造了新型的检测系统；依据误差分析理论，提出了测试系统标准

7、通道的设计原则。利用本文设计的测试系统完成了对AOCT性能指标的测试。基于上述理论研究和大量实验工作，研制成功的AOCT在保定供电局某变电站挂网运行了25个月。测试和运行结果表明所研制的AOCT具有优良的性能，已达到了实用化水平。2004年】2月自适应光学电流互感器通过了出中国电机工程学会主持的技术鉴定，鉴定结论为：达到国际领先水平。关键词：光学电流互感器，法拉第磁光效应。Rogowski线圈，数据融合，During振子校验AbstraetABSTRACTAnovelcurrentmeasureme

8、ntschemeispresentedtosarisfytherequirementofthepowersystem．Themaincontributionsofthispaperincludedatafusionarithmetic，chaos—pIincipIe-basedtemperaturecompensationmethodandcalibrationmethodofOpticalCurrentTransducer(OCT)．Bymeansoftheoret