一种变电站电压互感器在线监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及变电站在线监测技术领域，公开了一种变电站电压互感器在线监测方法及装置，包括数据采集电路、智能同步监测终端和智能监测站以及采集信号、信号数模转换、电压特征量对比和电流特征量对比四个步骤。本发明专利技术具有以下优点和效果：本申请的应用，可以及时有效的发现有问题的电压互感器，并针对性的对其进行校验，减小停电检修时间，减少被检电压互感器的数量，减小劳动量，提高劳动效率，保证了计量准确性和及时性；还能及时提示操作人员对故障电压互感器进行检修，为电力系统安全运行提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站电压互感器在线监测方法及装置
本申请涉及变电站在线监测
，具体涉及一种变电站电压互感器在线监测方法及装置。
技术介绍
目前，依照JJG1021-2007《电力互感器》检定规程规定，要求在变电站停电状态下对电压互感器进行现场首检和不超过4年的周期检定，但是电压互感器周期检定时间间隔短，同时运行的电压互感器数量多，因此电压互感器周期检定工作量巨大，并且电压互感器周期检定必须在停电下才能进行，要在有限时间内完成检定工作，需投入大量人力物力。同时电压互感器运行过程中，如发生误差超差，周期检定不能判断电压互感器误差发生变化的时刻，无法事后对电量追补提供依据，影响计量的准确性、公平性。目前对电压互感器的在线监测技术多用于绝缘的监测，主要是通过监测电压互感器绝缘的介电特性判断绝缘的好坏及缺陷。电压互感器在实际运行过程中，因为受系统过电压、雷击、风暴、地震等影响，可能会导致电压互感器主电容部分的个别电容击穿损坏。因为电压互感器绝缘强度高，个别电容的损坏短时并不影响电压互感器的整体绝缘性能，但部分电容损坏会改变电压互感器的分压比，导致电压互感器误差超差，直接影响计量的准确性。在日常的工作中，因为电压互感器能正常运行，难以发现误差超差的问题，往往只有在周期检定时才能发现。电压互感器周期检定停电时间短、工作量大，工作难以细致，甚至可能出现不能停电造成无法检定的情况，这些都对计量的准确性、公平性带来影响。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种变电站电压互感器在线监测方法及装置，可以进行线上电压互感器误差状态诊断及风险预警，准确判断确判断电压互感器故障发生的原因及时刻，为事后电量追补提供依据，使得计量更准确公平，同时降低电压互感器检修人力物力消耗。为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：本实施例提供一种变电站电压互感器在线监测方法，包括以下步骤：S1.采集变电站中变压器的每一相的电压互感器二次电压、每一相母线PT的二次电压、以及每一相电压互感器高压尾端的一次电流；S2.将采集得到的模拟信号转换为数字信号，并提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形；S3.将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对，当未设置母线PT时，将同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报；S4.将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对，当被测一次电流波形与一次电流故障波形库中任意一个波形相符时，发出警报。优选的，步骤S3中，包括如下步骤：设置幅值警报阈值和相位警报阈值；选择一相电压互感器，计算该电压互感器和同相的母线PT的二次电压的幅值偏差、相位偏差；当未设置母线PT时，分别计算该电压互感器与同一个变压器的所有其他相电压互感器的二次电压的幅值偏差和相位偏差；选择其他相电压互感器，重复上述步骤，直至选择完所有电压互感器；当任意一个幅值偏差结果超出幅值警报阈值时，发出警报；当任意一个相位偏差结果超出相位警报阈值时，发出警报。优选的，步骤S3中没有发出警报时，还包括步骤：预设电压特征量数据库，包括多个时刻两相电压互感器的电压特征量、以及同一相的电压互感器和母线PT的电压特征量；计算电压特征量数据库中每一时刻两相电压互感器的幅值偏差和相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差和相位偏差；将计算同一变压器得到的两相电压互感器的幅值偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的幅值偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报；将计算同一变压器得到的两相电压互感器的相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的相位偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的相位偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报。优选的，所述电压特征量数据库建立包括：记录首次检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；分别记录周期性检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；上述记录归纳成为电压特征量数据库。优选的，所述二次电压的幅值偏差由以下方法计算：其中：为幅值偏差；为待测电压互感器的二次电压幅值；为与待测电压互感器同一母线的PT二次电压幅值，或与待测电压互感器不同母线的其他相电压互感器的二次电压幅值；所述二次电压的相位偏差由以下方法计算：其中：为相位偏差；为待测电压互感器的二次电压相位；为与待测电压互感器同一母线的PT二次电压相位，或与待测电压互感器不同母线的其他相电压互感器的二次电压相位；当或超出阈值时，发出警报。优选的，所述一次电流故障波形库由如下方法建立：将作为标准的电压互感器设备的高压臂电容器部分电容短路，记录高压尾端一次电流的波形；将作为标准的电压互感器设备的系统电压变化，分别记录每次变化后的高压尾端一次电流的波形；将作为标准的电压互感器设备进行突然带电、突然失电、电压互感器放电、重合闸和电压波动操作，记录每次操作后的高压尾端一次电流的波形；所述高压尾端一次电流的波形集合作为一次电流故障波形库。本实施例还提供一种变电站电压互感器在线监测装置，包括：数据采集电路，有多个，其分别连接于变电站中变压器的每一相的电压互感器和母线PT，用于采集电压互感器的二次电压、电压互感器的高压尾端的一次电流波形和母线PT的二次电压数据；智能同步监测终端，有多个，每个智能同步监测终端和一相上所有的数据采集电路信号连接，用于收集数据采集电路采集的模拟信号并转化为数字信号，提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形，所述智能同步监测终端还用于将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对、以及将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对；智能监测站，其通过多路合并控制单元和同一个变电站中所有的智能同步监测终端信号连接，接收智能同步监测终端测得的特征量以及比对结果，同时进行同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报。优选的，所述数据采集电路包括：电压采集电路，其设置于每一相电压互感器的二次电压端以及母线PT的二次电压端，采集每一相电压互感器的二次电压以及母线PT的二次电压信号；电流采集电路，其设置于每一相电压互感器的高压尾端，采集高压尾端的一次电流信号。优选的，所述智能同步监测终端包括：...

【技术保护点】
1.一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.采集变电站中变压器的每一相的电压互感器二次电压、每一相母线PT的二次电压、以及每一相电压互感器高压尾端的一次电流；/nS2.将采集得到的模拟信号转换为数字信号，并提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形；/nS3.将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对，当未设置母线PT时，将同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报；/nS4.将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对，当被测一次电流波形与一次电流故障波形库中任意一个波形相符时，发出警报。/n

【技术特征摘要】
1.一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.采集变电站中变压器的每一相的电压互感器二次电压、每一相母线PT的二次电压、以及每一相电压互感器高压尾端的一次电流；
S2.将采集得到的模拟信号转换为数字信号，并提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形；
S3.将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对，当未设置母线PT时，将同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报；
S4.将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对，当被测一次电流波形与一次电流故障波形库中任意一个波形相符时，发出警报。


2.根据权利要求1所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，步骤S3中，包括如下步骤：
设置幅值警报阈值和相位警报阈值；
选择一相电压互感器，计算该电压互感器和同相的母线PT的二次电压的幅值偏差、相位偏差；当未设置母线PT时，分别计算该电压互感器与同一个变压器的所有其他相电压互感器的二次电压的幅值偏差和相位偏差；
选择其他相电压互感器，重复上述步骤，直至选择完所有电压互感器；
当任意一个幅值偏差结果超出幅值警报阈值时，发出警报；
当任意一个相位偏差结果超出相位警报阈值时，发出警报。


3.根据权利要求2所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，步骤S3中没有发出警报时，还包括步骤：
预设电压特征量数据库，包括多个时刻两相电压互感器的电压特征量、以及同一相的电压互感器和母线PT的电压特征量；
计算电压特征量数据库中每一时刻两相电压互感器的幅值偏差和相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差和相位偏差；
将计算同一变压器得到的两相电压互感器的幅值偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的幅值偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报；
将计算同一变压器得到的两相电压互感器的相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的相位偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的相位偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报。


4.根据权利要求3所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，所述电压特征量数据库建立包括：
记录首次检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；
分别记录周期性检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；
上述记录归纳成为电压特征量数据库。


5.根据权利要求2所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于：所述二次电压的幅值偏差由以下方法计算：



其中：

为幅值偏差；

为待测电压互感器的二次电压幅值；

为与待测电压互感器同一母线的PT二次电压幅值，或与待测电压互感器不同
母线的其他相电压互感器的二次电压幅值；
所述二次电压的相位偏差由以下方法计算：

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【专利技术属性】
技术研发人员：孙军，贾芳艳，
申请(专利权)人：武汉磐电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42