[发明专利]基于罗科夫斯基线圈的电子式电流互感器信号还原方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将电子式互感器系统中罗科夫斯基线圈输出的电流微分信 号还原的方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

随着电网规模的扩大，地区传统电磁式互感器固有的CT饱和、铁磁谐振等 现象越发严重，需要采用新型的互感器来解决这些问题。与此同时，随着半导 体技术、计算机技术、通信技术的发展，有源式电子式互感器的研究和应用取 得长足进步，在中国电力系统已处于试点应用向全面推广过渡的阶段。有源式 电子式电流互感器系统中，采用罗科夫斯基线圈作为电流传感器件，具有无磁 饱和、暂态特性好、精度高的特点。但是罗科夫斯基线圈二次侧输出的是电流 的微分信号，需要在后续环节中通过积分器将其还原。采用硬件积分技术，会 由于器件的离散性问题给积分结果带来很大的误差。现有的模拟硬件方案的软 件积分方法，也会由于连续数字积分将输出较大的直流分量甚至积分过程不收 敛。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种精度高、离散度小、硬件投资少的 基于罗科夫斯基线圈的电子式电流互感器信号还原方法。

在基于罗科夫斯基线圈的电子式电流互感器信号还原过程中，积分算法最 大的难题就是如何消除直流分量的影响，传统方法采用有损积分的方式来消除 直流分量的影响，本发明中首先实时检测积分后数据的频率，然后根据测得的 频率，计算积分后的直流分量z₁，进而通过z₁的变化率推算出积分环节前的直流 分量z₂，在积分算法予以滤除；对于z₁，在数字积分过程中采用逐点衰减的方法 加以滤除。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于罗科夫斯基线圈的电子式电流 互感器信号还原方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)利用式(1)将电子式电流互感器二次侧电流信号进行数字积分，得出 积分输出值；

y(i)＝y(i-1)+x(i)-z₂-α*z₁            式(1)

式中x(i)为积分算法的输入，y(i)为输出，f为系统频率，f_s为采样频率，z₁为积分后直流分量，z₂为积分前直流分量，α为衰减系数。

公式中，z₁、z₂的初始值设为0。α则是根据电力系统电压等级或容量的实 际情况而定，一般设为0.5秒到2秒的衰减周期，假设为t(单位为秒)，则衰 减系数为

α＝1/(t*f_s)            式(2)

2)采用过均值算法，根据积分后数据y计算出系统频率f；

采用积分后数据计算频率是由于：一次电流信号经过罗科夫斯基线圈之后， 高频分量被放大，会对频率计算的精度产生影响。

3)计算过程采用累加求和算法，根据计算的系统频率f，计算积分后数据 y(i)的直流分量z₁；

4)根据计算得出的z₁与原来的z₁备份z′₁之间的变化率，得到积分前数据x(i)的 直流分量z₂；

5)在积分算法中滤除直流分量z₂，在数字积分过程中采用逐点衰减的方法 滤除积分后直流分量z₁，得出最终的积分输出值。

本发明中，软件积分的计算周期与采样周期相同，即f_s的倒数。

本发明所达到的有益效果：

本发明的基于罗科夫斯基线圈电子式电流互感器信号还原方法，可以滤除 积分前及积分后的直流分量，从而提高了积分精度，避免了有损积分算法中的 角度偏移问题，实现了完全的无损积分，提升了器件的稳态指标和暂态指标。

另外，本方法不需额外增加电子回路，直接在电子式互感器的合并单元的 数据处理模件中完成，从而降低了系统的成本。硬件积分算法包含电阻、电容， 积分的精度受到器件离散度的影响，本方法完全由软件实现，避免了器件离散 度的影响。

附图说明

图1为本方法中计算直流分量过程的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种基于罗科夫斯基线圈的电子式电流互感器信号还原方法， 其特征在于：包括以下步骤：