基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法技术

技术编号:31376116 阅读:18 留言:0更新日期:2021-12-15 11:12
基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法,属于电力系统中高压直流输电继电保护技术领域,解决如何借助故障录波数据对换流变绕组常见的隐性故障进行快速地检测和预测的问题,首先在COMTRADE录波数据中提取换流变的阀侧电压和网侧电压电流,接着使用傅里叶分解提取其中的基波分量,再使用椭圆法构造换流变运行椭圆曲线,并求出其离心率参数与健康换流变进行比对,最后使用SVM对绕组故障类型进行分类预测;仅使用变压器运行过程中记录的电压电流录波数据,不需要对变压器增设额外的传感器;针对性地对特高压直流输电系统中换流变压器的绕组匝间短路和轴向位移进行故障诊断,有助于及时安排变压器的检修工作。有助于及时安排变压器的检修工作。有助于及时安排变压器的检修工作。

【技术实现步骤摘要】
基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法


[0001]本专利技术属于电力系统中高压直流输电继电保护
,涉及基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法。

技术介绍

[0002]随着我国科学技术和现代工业的不断发展,电网和电力的负荷不断增大,根据国家统计局数据显示,2020年我国总发电量达到74170亿千瓦时,较去年增长了2.7%,而我国自然资源和经济发展分布的不均衡和不适配,直流输电在长距离输电中展现了其独有的优势,目前国内已有45座换流站保持稳定运行。在直流输电规模迅猛发展的同时,也伴随着各类故障设备数量的增多,对于直流输电系统的运行维护提出了更高的要求。
[0003]国家电网2020直流输电方向的工作总结中,重点提到了换流变压器的故障较难防控。自2015年以来,各地换流变产生的严重缺陷达到96项,换流变因运行条件恶劣造成部件老化导致的故障停运概率远高于常规交流变压器。换流变压器是直流输电系统中最基本的一次设备之一,由于其绕组缠绕的机械结构使得其成为故障的高发区。变压器在长时间工作后内部的各类绝缘产生的自然老化也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、读取COMTRADE格式录波文件;S2、截取换流变网侧阀侧的电压电流录波波形;S3、对录波数据进行异常检测与修复;S4、对阀侧电压和网侧电流进行傅里叶分解;S5、使用电压电流波形构成换流变运行椭圆曲线;S6、拟合椭圆并计算椭圆的离心率倾角相关参数;S7、将实测椭圆参数与正常变压器的椭圆参数进行比对;S8、以参数偏差程度判断是否发生绕组故障,若是则进行步骤S9,否则结束;S9、使用SVM诊断模型进行绕组故障类型判断。2.根据权利要求1所述的基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法,其特征在于,步骤S1中所述的COMTRADE录波文件包括:cfg格式文件和data格式文件。3.根据权利要求2所述的基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法,其特征在于,步骤S2中所述的换流变采用三相独立式的换流变,每一相使用的是一个双绕组变压器。4.根据权利要求3所述的基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法,其特征在于,步骤S3中所述的对录波数据进行异常检测是通过录波cfg文件的模拟量通道上下限实现的。5.根据权利要求4所述的基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法,其特征在于,步骤S4中所述的对阀侧电压和网侧电流进行傅里叶分解的方法为:录波数据是一个有限长的离散时间序列x(n),对这个离散时间序列x(n)做离散傅里叶变换得到连续时间信号的频谱;设有一个有限长的离散时间序列:离散傅里叶变换的结果本身也是一个离散序列,该变换的采样个数为N;当釆样个数为N时,信号x(n)的离散傅里叶变换为:相应的离散傅里叶逆变换的公式为:6.根据权利要求5所述的基于故障录波的特高压直流输电换流变隐性故障预测方法,其特征在于,步骤S5中所述的使用电压电流波形构成换流变运行椭圆曲线的方法为:设换流变阀侧电压为V1,电网侧电压为V2,则:v1(t)=V1sin(ωt+α),v2(t)=V2sin(ωt);构成椭圆法的电压电流波形即为x和y;令自变量x取值为网侧电流值I2,因变量y取变压器两侧电压的实时差值,等式如下:
对式上式进行展开和积化和差运算可得如下:又根据变压器矢量图和余弦定理可得:消去ωt,可得x和y的关系式满足如下椭圆一般方程:Ax2+Bxy+Cy2+D=0方程系数如下:方程系数如下:7.根据权利要求6所述的基于故障录波的特高压直流输电换流...

【专利技术属性】
技术研发人员:俞斌王同文孙辉张军王鹏章昊汤伟谢民汪伟张骏于洋邵庆祝丁津津翁凌刘之奎贺成成李腾肖华锋刘孝辉周奕帆
申请(专利权)人:国网安徽省电力有限公司电力科学研究院国网安徽省电力有限公司检修分公司东南大学南京南瑞继保工程技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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