[发明专利]基于罗氏线圈直流短路电流故障检测的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流大电流测量技术，属于电量测量仪器仪表。具体涉及一种基于罗氏线圈直流短路电流故障检测的方法及装置。

背景技术

近年来随着电力系统的发展，电力系统正朝着大容量、高压大电流的方向发展。其短路电流的危害也越来越严重。这就对短路电流保护装置提出了更高的要求。

当发生短路故障时必须在短路故障发生的初期，即短路电流上升期间就能够检测出故障电流并加以保护动作，否则会对系统产生极大的危害。传统的电流测量方法已经难以满足保护装置的需求，基于罗氏线圈的电流互感器由于可以直接得到短路电流的变化率而受到越来越多的关注。然而还没有一种成熟简易的方法来实现基于罗氏线圈电流互感器的快速保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高检测速度，故障检测是基于电流上升率和电流幅值两种保护相配合来实现，极大程度减小了脱扣装置误动的可能性，同时能保证装置在较强电磁干扰的条件下，仍能准确正常工作的基于罗氏线圈直流短路电流故障检测的方法及装置。

为达到上述目的，本发明的装置包括：包括Rogowski线圈，该Rogowski线圈测量微分输出信号分为两路：一路依次与高通滤波单元、第一电压比较单元、逻辑门电路及电路延时单元相连通；

另一路信号依次与低通滤波单元、第二电压比较单元相连通；

Rogowski线圈测量积分输出信号与第三电压比较单元相连通。

所述的延时单元采用CMOS集成计数器。

本发明的检测方法如下：

Rogowski线圈测量微分输出信号分为两路：一路信号首先经过高通滤波单元，经高通滤波后的信号经过第一电压比较单元与第一电压整定值相比较，若超过电压整定值，则经过逻辑门电路触发延时单元延时100μs，延时后输出高电平，若不超过电压整定值则不启动延时；

另一路信号首先经过低通滤波单元，经低通滤波后的信号经过第二电压比较单元与第二电压整定值相比较，若超过电压整定值，则启动延时，延时100μs后的信号仍超过第二电压整定值，则输出高电平；若不超过电压整定值则不启动延时；

Rogowski线圈测量积分输出信号经过第三电压比较单元与第三电压整定值相比较，若延时100μs后的信号仍超过第三电压整定值，则输出高电平，若不超过电压整定值则不启动延时；

若三路信号同时输出高电平则对继电器发出动作指令，在继电器动作之后，则对计数器进行清零。

若Rogowski线圈测量微分输出及经延时后的信号超过短路电流微分值峰值，则对继电器发出动作指令，在继电器动作之后，则对计数器进行清零。

所述的短路电流微分和积分信号是基于外积分型柔性空心Rogowski线圈电流互感器测量得到的。

本发明是基于短路电流幅值和短路电流上升率两种判据相结合的保护策略，在这种方式下，提高了保护装置动作的可靠性，在较强电磁干扰的条件下仍能保持良好的电磁兼容性能，极大程度减小了脱扣装置误动的可能性，同时能保证装置在较强电磁干扰的条件下，仍能准确正常工作。同时，本发明还可以在微秒量级内快速的检测出电流故障，能很好的减小在短路情况下对系统的冲击，并减轻了断路器的负担，是一种有效的直流系统短路电流故障检测的装置和方法。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括Rogowski线圈，该Rogowski线圈测量微分输出信号分为两路：一路依次与高通滤波单元1、第一电压比较单元2、逻辑门电路3及触发延时单元4相连通；另一路信号依次与低通滤波单元5、第二电压比较单元6相连通；Rogowski线圈测量积分输出信号与第三电压比较单元7相连通，其中延时单元4采用计数器取代复杂的延时电路，采用CMOS集成电路提高了电路抗干扰能力和工作稳定性并提高了延时精度。

参见图1，本发明的检测方法如下：短路电流微分和积分信号是基于外积分型柔性空心Rogowski线圈电流互感器测量得到的，Rogowski线圈测量微分输出信号分为两路：一路信号首先经过高通滤波单元1，经高通滤波后的信号经过第一电压比较单元2与第一电压整定值相比较，若超过电压整定值，则经过逻辑门电路3触发延时单元4延时100μs，延时后输出高电平，若不超过电压整定值则不启动延时；