一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测系统，其中监测系统包括：传感器集群、特征提取模块和故障波形处理模块；通过传感器群获得直流电压互感器分压器一次电流、直流电压互感器外套管表面泄漏电流、雷电冲击入地电流、直流电压互感器外绝缘损坏闪络电流，并将获得的数据本地传输至多传感器多特征量提取模块，用于降低控制保护系统误动率，提高直流输电系统的稳定性；同时也传输给故障波形存储及判别模块，用于分析比较判别故障类型，发送报警信号，掌握直流互感器异常故障波形特征参量，有效地提高直流输电系统的可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测方法


[0001]本专利技术涉及直流电压互感器性能监测
，具体而言，涉及一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]直流电压互感器作为特高压电力传输系统中的重要设备，承担着连接一次侧输电线路和二次侧控制保护装置的重要任务，其运行状态直接影响到整个直流输电系统的性能。此外，控制保护系统的正常、可靠工作是直流输电系统稳定运行的必要条件，而直流电压互感器的运行状态是否稳定与控制保护系统能否正常、可靠工作密切相关。因此，如何对直流电压互感器的运行状态进行实时监测成为输电工程中亟需解决的问题。
[0003]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：如何对直流电压互感器的运行状态进行实时监测。
[0005]目的在于：提供一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测方法，根据直流电压互感器在发生二次电压异常时，均伴随着一次电流和泄漏电流的变化的原理，利用由不同种类的电流传感器组成的传感器集群，分别对直流互感器分压器一次电流、直流电压互感器外套管表面泄漏电流、雷电冲击入地电流和直流电压互感器外绝缘损坏闪络电流等进行实时监测，获得不同类型电流的特征量；根据不同电流的特征量，利用特征提取模块和故障波形处理模块对是否导致系统闭锁、是否产生故障波形，以及故障类型等进行综合分析，得出直流电压互感器的运行状态信息，实现对直流电压互感器状态的实时监测。此运行状态信息可给二次保护系统提供异常情况下的判断依据，进而实施维修保护，避免系统闭锁，有效地提高直流输电系统的可靠性。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一方面，本专利技术提出一种直流电压互感器状态在线监测系统，包括：传感器集群、特征提取模块和故障波形处理模块；所述传感器集群通过光纤将监测得到的多个不同的特征量分别发送给所述特征提取模块和所述故障波形处理模块进行分析处理，得到直流电压互感器状态的在线监测结果。
[0008]其中，传感器集群包括：用于监测直流电压互感器分压器一次电流的第一电流传感器、用于监测直流电压互感器外套管表面泄漏电流的第二电流传感器、用于监测雷电冲击入地电流的第三电流传感器和用于监测直流电压互感器外绝缘损坏闪络电流的第四电流传感器；所述第一电流传感器、所述第二电流传感器、所述第三电流传感器和所述第四电流传感器相互独立，所述第四电流传感器位于直流互感器底部法兰上方。
[0009]特征提取模块包括：依次连接的信号采集单元、数据分析单元、逻辑判断单元和复位单元；所述信号采集单元与所述传感器集群连接，所述复位单元连接在所述数据分析单
元和所述逻辑判断单元之间。
[0010]故障波形处理模块包括：调理与采样单元、FPGA控制单元、触发条件判断单元、故障判断单元和测量线圈；所述FPGA控制单元包括：波形数据存储器；所述传感器集群、所述调理与采样单元、所述FPGA控制单元和所述触发条件判断单元依次连接，所述触发条件判断单元与所述波形数据存储器，所述波形数据存储器与所述故障判别单元连接，所述测量线圈连接在所述调理与采样单元和所述传感器集群之间。
[0011]进一步的，所述调理与采样单元包括：有源积分子单元、信号调理子单元和A/D采样子单元。
[0012]另一方面，本专利技术也提出一种利用上述监测系统进行直流电压互感器状态在线监测的方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1：利用传感器集群监测得到多个不同的特征量；
[0014]步骤2：利用特征提取模块采集所述多个不同的特征量，并根据所述多个不同的特征量依次进行比较和判断，得到判断结果；
[0015]步骤3：利用故障波形处理模块采集所述多个不同的特征量，并根据所述多个不同的特征量分别进行故障波形分析和故障类型判别，得到故障分析结果；
[0016]步骤4：综合所述判断结果和所述故障分析结果，得到直流电压互感器状态信息。
[0017]作为对本专利技术的进一步描述，所述步骤1具体包括以下步骤：
[0018]利用第一电流传感器对直流电压互感器分压器一次电流进行监测，得到一次电流特征量；
[0019]利用第二电流传感器对直流电压互感器外套管表面泄漏电流进行监测，得到泄漏电流特征量；
[0020]利用第三电流传感器对雷电冲击入地电流进行监测，得到雷电冲击入地电流特征量；
[0021]利用第四电流传感器对直流电压互感器外绝缘损坏闪络电流进行监测，得到绝缘损坏闪络电流特征量。
[0022]作为对本专利技术的进一步描述，所述步骤2具体包括以下步骤：
[0023]利用信号采集单元采集所述多个不同的特征量；
[0024]利用数据分析单元将所述多个不同的特征量分别与内置于所述数据分析单元中的整定值进行比较，得到比较结果；
[0025]利用逻辑判断单元对所述比较结果进行综合判断，得到是否输出闭锁信号的判断结果。
[0026]作为对本专利技术的进一步描述，所述步骤3具体包括：
[0027]利用调理与采用单元采集所述多个不同的特征量；
[0028]利用FPGA控制单元缓存所述多个不同的特征量；
[0029]利用触发条件判断单元从所述FPGA控制单元中提取所述多个不同的特征量，并对所述多个不同的特征量是否超过既定的阈值电压分别进行判断，得到判断结果；
[0030]若所述判断结果为特征量超过既定的阈值电压，则将超过既定阈值电压的特征量对应的异常波形数据存入波形数据存储单元中；
[0031]根据所述异常波形数据，利用故障判别单元对故障类行进行判别，得到故障分析
结果。
[0032]其中，异常波形数据可经D/A转换器进行数模转换后输出到示波器中进行显示，或将所述异常波形数据发送至上位机进行还原和分析；
[0033]此外，可根据故障分析结果生成报警信号，并将所述报警信号发送至控制室。
[0034]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0035]1、本专利技术实施例提供的一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测方法，可以为二次保护系统提供异常情况下的判断依据，避免系统闭锁，有效地提高直流输电系统的可靠性；
[0036]2、本专利技术实施例提供的一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测方法，可提高直流输电系统的稳定性；
[0037]3、本专利技术实施例提供的一种直流电压互感器状态在线监测系统及监测方法，可分析得出故障类型、发送报警信号和掌握直流互感器异常故障波形特征参量。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0039]图1为本专利技术实施例1提供的直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电压互感器状态在线监测系统，其特征在于，包括：传感器集群(1)、特征提取模块(2)和故障波形处理模块(3)；所述传感器集群(1)通过光纤将监测得到的多个不同的特征量分别发送给所述特征提取模块(2)和所述故障波形处理模块(3)进行分析处理，得到直流电压互感器状态的在线监测结果。2.根据权利要求1所述的一种直流电压互感器状态在线监测系统，其特征在于，所述传感器集群(1)包括：用于监测直流电压互感器分压器一次电流的第一电流传感器(11)、用于监测直流电压互感器外套管表面泄漏电流的第二电流传感器(12)、用于监测雷电冲击入地电流的第三电流传感器(13)和用于监测直流电压互感器外绝缘损坏闪络电流的第四电流传感器(14)；所述第一电流传感器(11)、所述第二电流传感器(12)、所述第三电流传感器(13)和所述第四电流传感器(14)相互独立，所述第四电流传感器(14)位于直流互感器底部法兰上方。3.根据权利要求1所述的一种直流电压互感器状态在线监测系统，其特征在于，所述特征提取模块(2)包括：依次连接的信号采集单元(21)、数据分析单元(22)、逻辑判断单元(23)和复位单元(24)；所述信号采集单元(21)与所述传感器集群(1)连接，所述复位单元(24)连接在所述数据分析单元(22)和所述逻辑判断单元(23)之间。4.根据权利要求1所述的一种直流电压互感器状态在线监测系统，其特征在于，所述故障波形处理模块(3)包括：调理与采样单元(31)、FPGA控制单元(33)、触发条件判断单元(34)、故障判断单元(35)和测量线圈(36)；所述FPGA控制单元(33)包括：波形数据存储器(331)；所述传感器集群(1)、所述调理与采样单元(31)、所述FPGA控制单元(33)和所述触发条件判断单元(34)依次连接，所述触发条件判断单元(34)与所述波形数据存储器(331)，所述波形数据存储器(331)与所述故障判别单元(35)连接，所述测量线圈(36)连接在所述调理与采样单元(31)和所述传感器集群(1)之间。5.根据权利要求4所述的一种直流电压互感器状态在线监测系统，其特征在于，所述调理与采样单元(31)包括：有源积分子单元(311)、信号调理子单元(312)和A/D采样子单元(313)。6.一种利用权利要求1
‑
5中任意一项所述的监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶子阳，严平，汪佳，徐爽，汪本进，王睿晗，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：