基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法技术

本发明专利技术公开了基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法，根据电容式电压互感器中压电容电流信号

Fault detection method of capacitor voltage transformer based on multi parameters

【技术实现步骤摘要】
基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法
本专利技术属于电容式电压互感器故障诊断
，涉及一种基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法。
技术介绍
作为电力系统保护及信号测量的重要设备，电容式电压互感器(CVT)的稳定运行对电网安全至关重要。在实际运行中，由于受设计水平、制造工艺、及系统过电压等因素的限制，电容式电压互感器投运后经常会发生电容单元介质损耗过大、电容层击穿、中间变压器受潮、补偿电抗器发生短路等故障，严重影响电网的安全运行。因此，对电容式电压互感器的运行状态进行检测，及时发现并消除电容式电压互感器的运行故障，确保电网的安全可靠运行，已经变得越来越重要了。目前，用于电容式电压互感器的带电检测和在线监测方法较少，主要有电容监测、介损监测以及基于二次电压的状态检测方法。但现有的介损检测技术缺乏准确性，在故障预测方面存在不足；基于二次电压的状态检测方法只能在一定程度上反映分压电容值的变化，无法实现对电容式电压互感器各单元的有效检测；此外，这些方法都依赖电容式电压互感器外部信号，测量方式复杂，干扰因素多，故障诊断不精确。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法，方法简单，检测准确，能够在带电情况下有效检测电容式电压互感器的运行状态，及时预测并诊断故障，确保设备的正常运行，提高电网的安全可靠性。为了达到上述目的，本专利技术提供如下方案：一种基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法，该方法包括以下步骤：步骤1，获取多种状态参数，具体包括：步骤101，获取电容式电压互感器中压电容电流信号中间变压器一次电流信号二次电压信号高压电容电流和中压电容电压步骤102，基于傅里叶分析，分别提取上述三路信号的幅值、相角和频率，提取电流和电压的幅值和相角，并在此基础上进行计算，得到如下9个参数：中压电容电流的幅值IC2，中间变压器一次电流的幅值IT，中压电容电压的幅值UC2；中压电容电压与中压电容电流幅值比|ZC2|，中压电容电压与中间变压器一次电流的幅值比|ZT|；高压电容电流与中压电容电压的相角差中间变压器一次电流信号与中压电容电压的相角差中压电容电流与高压电容电流的相角差中压电容电流与中间变压器一次电流的相角差步骤2，基于主因子分析法，根据上述参数数值变化情况进行电容式电压互感器故障检测，具体包括：步骤201，将参数IC2、IT、UC2、作为电容式电压互感器高压电容介损超标的判别依据：若IC2、IT、UC2的数值均明显增大，而的数值几乎不变，则说明电容式电压互感器高压电容介损超标；步骤202，将参数IC2、IT、UC2、作为电容式电压互感器高压电容值超标的判别依据：若IC2、IT、UC2的数值都明显增大，而且的数值也明显增大，则说明电容式电压互感器高压电容值超标；步骤203，将参数IT、UC2、|ZC2|、作为电容式电压互感器高压电容介损超标的判别依据：若IT、UC2、|ZC2|、的数值均明显减小，则说明电容式电压互感器中压电容介损超标；步骤204，将参数IC2、IT、UC2、|ZC2|、作为电容式电压互感器中压电容值超标的判别依据：若IT、UC2、|ZC2|、的数值均明显减小，而IC2、的数值增大，则说明电容式电压互感器中压电容值超标；步骤205，将参数IC2、IT、UC2、|ZT|、作为电磁单元典型故障的判别依据：若IC2、UC2、|ZT|、的数值明显减小，IT、的数值明显增大，则说明电容式电压互感器存在电磁单元典型故障，再根据的数值变化情况，分析电磁单元典型故障类型。可选的，所述步骤101，获取电容式电压互感器中压电容电流信号中间变压器一次电流信号二次电压信号高压电容电流和中压电容电压具体包括：利用电压/电流检测装置采集电容式电压互感器中压电容电流信号中间变压器一次电流信号二次电压信号根据公式计算出电容式电压互感器高压电容电流和中压电容电压其中，L为补偿电抗器的电感值，k为电容式电压互感器中间变压器的实际变比。可选的，所述步骤205中，再根据的数值变化情况，分析电磁单元典型故障类型，具体包括：若的数值明显增大，则说明电磁单元等值电阻R大幅度减小；若的数值明显减小，则说明电磁单元等值电抗X大幅度减小。可选的，所述步骤2中，基于上述参数数值变化情况进行电容式电压互感器故障检测，具体包括：所述参数数值变化情况是以电容式电压互感器的出厂值或运行时的“稳定值”为参考的；所述运行时的“稳定值”是指电容式电压互感器的各项参数在出现明显变化之前的设定一段时间内的平均值；以电容式电压互感器的出厂值为参考，若参数的数值变化率超过阈值6％，则视为权利要求1所述的“明显增大”，若参数的数值变化率低于阈值-6％，则视为权利要求1所述的“明显减小”；以电容式电压互感器运行时的“稳定值”为参考，若参数的数值变化率超过阈值4％，则视为权利要求1所述的“明显增大”，若参数的数值变化率低于阈值-4％，则视为权利要求1所述的“明显减小”。可选的，所述步骤201中电容式电压互感器高压电容介损超标和所述步骤203中电容式电压互感器中压电容介损超标中所述的介损超标，具体指的是：介质损耗因数超过0.002；所述步骤202中电容式电压互感器高压电容值超标和所述步骤204中电容式电压互感器中压电容值超标中所述的电容值超标，具体指的是：电容值增量超过额定值的5％。本专利技术与现有的技术对比，具有如下的优点：本专利技术提供的基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法，通过测定电容式电压互感器运行的电流、电压信号，推算出多项参数，根据各个参数的数值变化情况实现电容式电压互感器高压电容、中压电容以及电磁单元的故障诊断，这一方法能够方便、及时、快速的判断电容式电压互感器的故障类型；相比于现有的检测技术，该方法不需要依赖外部信号，接线简单，测量误差小，易于推广实施；此外，基于多参数的检测方法可以扩大检测范围，增加置信度，提高电容式电压互感器故障诊断的可靠性；基于主因子分析法筛选主要状态参数，可以在不降低诊断精度的情况下显著减少计算时间，提高故障诊断的快速性和实时性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的电容式电压互感器电路原理图；图3为本专利技术实施例提供的电容式电压互感器电流和电压信号向量图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法，方法简单，检测准确，能够在带电情况下有效检测电容式电压互感器的运行状态，及时预测并诊断故障，确保设备的正常运行，提高电网的安全可靠性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取多种状态参数，具体包括：步骤101，获取电容式电压互感器中压电容电流信号

【技术特征摘要】
1.一种基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取多种状态参数，具体包括：步骤101，获取电容式电压互感器中压电容电流信号中间变压器一次电流信号二次电压信号高压电容电流和中压电容电压步骤102，基于傅里叶分析，分别提取上述三路信号的幅值、相角和频率，提取电流和电压的幅值和相角，并在此基础上进行计算，得到如下9个参数：中压电容电流的幅值IC2，中间变压器一次电流的幅值IT，中压电容电压的幅值UC2；中压电容电压与中压电容电流幅值比|ZC2|，中压电容电压与中间变压器一次电流的幅值比|ZT|；高压电容电流与中压电容电压的相角差中间变压器一次电流信号与中压电容电压的相角差中压电容电流与高压电容电流的相角差中压电容电流与中间变压器一次电流的相角差步骤2，基于主因子分析法，根据上述参数数值变化情况进行电容式电压互感器故障检测，具体包括：步骤201，将参数IC2、IT、UC2、作为电容式电压互感器高压电容介损超标的判别依据：若IC2、IT、UC2的数值均明显增大，而的数值几乎不变，则说明电容式电压互感器高压电容介损超标；步骤202，将参数IC2、IT、UC2、作为电容式电压互感器高压电容值超标的判别依据：若IC2、IT、UC2的数值都明显增大，而且的数值也明显增大，则说明电容式电压互感器高压电容值超标；步骤203，将参数IT、UC2、|ZC2|、作为电容式电压互感器高压电容介损超标的判别依据：若IT、UC2、|ZC2|、的数值均明显减小，则说明电容式电压互感器中压电容介损超标；步骤204，将参数IC2、IT、UC2、|ZC2|、作为电容式电压互感器中压电容值超标的判别依据：若IT、UC2、|ZC2|、的数值均明显减小，而IC2、的数值增大，则说明电容式电压互感器中压电容值超标；步骤205，将参数IC2、IT、UC2、|ZT|、作为电磁单元典型故障的判别依据：若IC2、UC2、|ZT|、的数值明显减小，IT、的数值明显增大，则说明电容式电压互感器存在电磁单元典型故障，再根据的数值变化情况，分析电磁单元典型故障类型。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永强，朱检，刘宏亮，关杰，商静，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13