避雷器泄漏电流在线监测系统及阻性泄漏电流计算方法技术方案

本发明专利技术涉及避雷器泄漏电流在线监测系统及阻性泄漏电流计算方法，通过快速傅里叶变换算法求取避雷器泄漏电流的基波分量和高次谐波分量、避雷器所在系统电压的基波分量和高次谐波分量；将泄漏电流的基波分量和高次谐波分量分别正交分解为容性分量和阻性分量，其中容性分量超前同频率电压分量四分之一周期；将泄漏电流减去容性电流的基波分量和高次谐波分量，得到泄漏电流的阻性分量；通过信号采集装置和信息处理装置配合，并经过计算，得到避雷器泄漏电流的阻性电流分量波形，满足了避雷器泄漏电流在线监测的要求。可及时发现避雷器的缺陷，对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
避雷器泄漏电流在线监测系统及阻性泄漏电流计算方法


[0001]本专利技术涉及避雷器泄漏电流在线监测系统及阻性泄漏电流计算方法，属于在线监测系统


技术介绍

[0002]氧化锌避雷器是保障电力系统可靠运行的重要设备，但是，其结构不良、密封不严、阀片老化等缺陷会引起其阻性泄漏电流的增加，进而导致避雷器损坏或爆炸，严重威胁电力系统的安全运行。对避雷器的泄漏电流进行在线监测可及时发现避雷器的缺陷，对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
[0003]氧化锌避雷器泄漏电流包含容性分量和阻性分量，其中阻性分量仅占总泄漏电流的5％
‑
20％，其含量虽小，但却是反映避雷器健康状况的关键指标，因此，准确测量避雷器泄漏电流阻性分量是及时发现避雷器缺陷的关键。目前常用的避雷器在线监测方法有全电流法、基波法、三次谐波法、容性电流补偿法以及谐波分析法等。
[0004]全电流法通过将交流电流表与避雷器接地端串联的方法测量流经避雷器的全电流，由于反映避雷器健康状况的阻性电流占全电流比例较低，该方法监测结果难于准确反映避雷器的状态。
[0005]基波法通过快速傅里叶变换得到全电流和系统电压的幅值和相位，然后通过两者基波的相位差计算全电流中的阻性电流基波分量。该方法只考虑阻性电流的基波分量，没有考虑谐波分量，无法全面反映避雷器的健康状况。
[0006]三次谐波法监测的是三相泄漏电流之和，三相平衡时基波电流之和为零，所得结果为三相谐波分量之和，其中又以三次谐波为主。该方法准确度受相间耦合、电压谐波等因素影响，且无法分相指示各相的阻性电流大小。
[0007]容性电流补偿法通过外部补偿电路提供反向的容性电流，通过不断调整补偿电流的大小，抵消掉容性电流分量，从而得到阻性电流分量。该方法准确度受相间耦合、电压谐波以及信号测量时的相位偏移等因素影响。
[0008]谐波分析法通过对电压信号和全电流信号进行数字化处理，再经过快速傅里叶变换，得到两种信号的基波和各次谐波的信号。谐波分析法能够同时测量和分析多种用于监测氧化锌避雷器运行状态的特征量，受系统谐波的影响也较小，能够比较准确反映氧化锌避雷器运行状态。电压、电流相位采样的准确性是影响谐波分析法计算精度的主要因素。
[0009]因此，需要一种准确地测量避雷器泄漏电流中的阻性分量，实现对避雷器运行状态进行在线监测，保障电力系统的安全运行。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种避雷器泄漏电流在线监测系统及健康状况评估方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0011]本专利技术的技术方案如下：
[0012]一种避雷器阻性泄漏电流计算方法，包括以下步骤：
[0013]通过快速傅里叶变换算法求取避雷器泄漏电流的基波分量和高次谐波分量、避雷器所在系统电压的基波分量和高次谐波分量；
[0014]将泄漏电流的基波分量和高次谐波分量分别正交分解为容性分量和阻性分量，其中容性分量超前同频率电压分量四分之一周期；
[0015]将泄漏电流减去容性电流的基波分量和高次谐波分量，得到泄漏电流的阻性分量。
[0016]一种避雷器泄漏电流在线监测系统，包括：
[0017]信号采集装置，用于信号传感、信号放大、信号转换和信号发送；
[0018]信息处理装置，用于信号接收、信息处理、信息显示和信息存储；
[0019]所述信息处理装置与一组以上的所述信号采集装置通讯连接。
[0020]优选的，所述信号采集装置包括：
[0021]信号传感模块，用于获取避雷器所在系统电压信号和/或避雷器泄漏电流信号；
[0022]信号放大模块，用于对信号进行放大；
[0023]信号转换模块，用于将模拟信号转为数字信号；
[0024]第一通信模块，用于传递信号；
[0025]第一数据处理模块，用于协调信号采集装置各模块工作并对数据进行处理；
[0026]卫星授时时钟模块，用于提供时间基准。
[0027]优选的，所述信息处理装置包括：
[0028]第二通信模块，用于传递信号；
[0029]第二数据处理模块，用于协调信息处理装置各模块工作并对数据进行处理；
[0030]人机接口模块，用于人机信息交换；
[0031]存储模块，用于保存信息；
[0032]所述第一通信模块和第二通信模块之间通讯连接。
[0033]优选的，所述信号采集装置和所述信息处理装置均包括有对各自提供电源的电源模块。
[0034]优选的，多个所述信号采集装置根据卫星授时时钟模块提供的时钟信号在同一时刻采集电压和电流信号。
[0035]优选的，所述信息处理装置用于计算并显示避雷器泄漏电流的容性基波分量波形、容性谐波分量波形、阻性基波分量以及阻性谐波分量的波形。
[0036]优选的，所述通讯连接为有线通讯连接或无线通讯连接。
[0037]优选的，所述信息处理装置用于记录并显示泄漏电流各个分量随时间变化曲线。
[0038]优选的，所述信息处理装置用于在电压信号不含谐波分量时计算电压电流相位差的计算误差，并将其记录，作为后续电压电流相位差计算的误差校正依据；指出了消除电压电流相位测量误差的方法。
[0039]本专利技术具有如下有益效果：
[0040]通过信号采集装置和信息处理装置配合，并经过计算，得到避雷器泄漏电流的阻性电流分量波形。
[0041]提供了一种能准确计算避雷器阻性泄漏电流的避雷器泄漏电流在线监测系统及
阻性泄漏电流计算方法，满足了避雷器泄漏电流在线监测的要求。可及时发现避雷器的缺陷，对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
附图说明
[0042]图1为本专利技术中避雷器泄漏电流在线监测系统的原理图；
[0043]图2为本专利技术系统结构示意图。
具体实施方式
[0044]下面结合附图和具体实施例来对本专利技术进行详细的说明。
[0045]实施例：
[0046]如图1
‑
2所示：
[0047]信号传感模块(电流互感器/电压互感器)与信号放大模块(放大器)构成电流电压转换电路，对避雷器泄漏电流和电压进行测量，并进行相应的信号放大，信号转换模块将放大后的模拟信号转为数字信号，第一数据处理模块接收数字信号并经过第一通信模块和第二通讯模块的通讯配合将数字信号发送给第二数据处理模块；
[0048]第二数据处理模块对数字信号进行分析计算，并通过人机接口模块显示避雷器泄漏电流的容性基波分量波形、容性谐波分量波形、阻性基波分量以及阻性谐波分量的波形，同时，在电压信号不含谐波分量时计算电压电流相位关系的计算误差，并将其记录，作为后续电压电流相位关系计算的误差校正依据；存储模块将各种数据进行保存方便后期调用。
[0049]根据卫星授时时钟模块提供的时钟信号在同一时刻多个信号采集装置的信号传感模块分别采集不同位置的电压和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种避雷器阻性泄漏电流计算方法，其特征在于：包括以下步骤：通过快速傅里叶变换算法求取避雷器泄漏电流的基波分量和高次谐波分量、避雷器所在系统电压的基波分量和高次谐波分量；将泄漏电流的基波分量和高次谐波分量分别正交分解为容性分量和阻性分量，其中容性分量超前同频率电压分量四分之一周期；将泄漏电流减去容性电流的基波分量和高次谐波分量，得到泄漏电流的阻性分量。2.运用权利要求1所述方法的一种避雷器泄漏电流在线监测系统，其特征在于：包括：信号采集装置，用于信号传感、信号放大、信号转换和信号发送；信息处理装置，用于信号接收、信息处理、信息显示和信息存储；所述信息处理装置与一组以上的所述信号采集装置通讯连接。3.如权利要求2所述的一种避雷器泄漏电流在线监测系统，其特征在于：所述信号采集装置包括：信号传感模块，用于获取避雷器所在系统电压信号和/或避雷器泄漏电流信号；信号放大模块，用于对信号进行放大；信号转换模块，用于将模拟信号转为数字信号；第一通信模块，用于传递信号；第一数据处理模块，用于协调信号采集装置各模块工作并对数据进行处理；卫星授时时钟模块，用于提供时间基准。4.如权利要求3所述的一种避雷器泄漏电流在线监测系统，其特征在于：所述信息处理装置包括：第二通信模块，用于传递信号；第二数据处...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彩虹，李郭然，吴立炜，吴进平，谢贞贞，陈杰，罗珊，汤奕琛，胡钦俊，黄宇升，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：