一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法及系统，其中方法包括：获取避雷器三相泄漏电流波形以及对应的三相线路电压波形；基于相间电容耦合效应，建立所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的关系式；对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，基于所述基波分量获取电流系数矩阵；将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵；基于所述解耦后电流系数矩阵与所述三相线路电压波形，获取三相泄漏电流真实波形。本发明专利技术提出一种利用避雷器三相泄漏电流基波分量和三相系统电压基波分量去除相间电容效应带来的测量干扰的方法，可实现泄漏电流幅值相位的准确校正。流幅值相位的准确校正。流幅值相位的准确校正。

【技术实现步骤摘要】
一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电气量测量
，更具体地，涉及一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法及系统。

技术介绍

[0002]泄漏电流是反映避雷器运行状态最为重要的监测量，运行中避雷器泄漏电流的幅值变化可以反映出内部ZnO电阻片是否受潮等问题，以此为依据判断避雷器是否可以安全稳定运行，并采取具有针对性的运维措施。因此泄漏电流的准确测量尤为重要。
[0003]由于避雷器自身存在电容与非线性电阻，因此泄漏电流可分为容性电流与阻性电流。阻性电流直接反映内部ZnO电阻片状态，是泄漏电流监测的重要指标。变电站中避雷器一般采用平行布置方式，由于三相避雷器间的电容耦合效应，一相避雷器的泄漏电流由两部分组成：一部分是施加在非线性电阻上的线路电压产生的实际分量，另一部分是相间电容产生的耦合分量。由于耦合分量由相邻相的电压产生，因此在相位上相差120
°
(超前或滞后)，加之耦合电容在相位上超前90
°
，耦合分量将会导致泄漏电流的容性电流与阻性电流均发生变化，影响实际测量准确性。由于相间耦合作用，一般A相泄漏电流会滞后3
‑5°
，B相泄漏电流轻微滞后，C相泄漏电流超前3
‑5°
，并且造成A、C相幅值偏大，B相幅值偏小的问题，如附图1所示。
[0004]变电站现有避雷器在线监测装置具有泄漏电流与系统电压的实时同步采集功能。现有避雷器泄漏电流在线监测装置，一般采用固定角度补偿法，在测量结果基础上给予固定角度补偿，以此消除相间耦合带来的误差。但是对于不同电压等级的避雷器而言，受系统电压等级不同、相间距离不同、现场相序不同等因素影响，相位偏差由现场情况决定，简单的固定角度补偿不能准确消除相间耦合带来的误差，有时甚至会带来更大的偏差。如何方便快捷准确的消除相间电容对泄漏电流测量造成的误差，得到泄漏电流的真实幅值与相位，为阻性电流的分离提供基本前提，是亟待解决的问题。
[0005]因此，需要一种技术，以实现消除避雷器泄漏电流相间电容干扰。

技术实现思路

[0006]本专利技术技术方案提供一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法及系统，以解决如何消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的问题。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法，所述方法包括：
[0008]获取避雷器三相泄漏电流波形以及对应的三相线路电压波形；
[0009]基于相间电容耦合效应，建立所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的关系式；
[0010]对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，基于所述基波分量获取电流系数矩阵；
[0011]将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵；
[0012]基于所述解耦后电流系数矩阵与所述三相线路电压波形，获取三相泄漏电流真实波形。
[0013]优选地，基于所述三相泄漏电流波形与所述三相泄漏电流真实波形，获取三相泄漏电流峰值、三相泄漏电流有效值以及三相泄漏阻性电流峰值。
[0014]优选地，所述基于相间电容耦合效应，建立所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的关系式，包括：
[0015][0016]其中，三相泄漏电流波形中A相、B相、C相电流波形分别为I
A
、I
B
、I
C
，三相线路电压波形中A相、B相、C相电压波形分别为U
A
、U
B
、U
C
，N1，N2，N3分别为A相、B相、C相阻性电流系数，M1为避雷器本体产生的本体容性电流系数，M2、M3为相间电容产生的耦合容性电流系数，t为时间。
[0017]优选地，所述对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，基于所述基波分量获取电流系数矩阵，包括：
[0018]将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵，包括：
[0019]对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，生成相量形式方程：
[0020][0021]其中分别为A相、B相、C相泄漏电流波形相对于A相、B相、C相线路电压波形的相位；
[0022]求解所述相量形式方程，获取电流系数矩阵MN中各元素的解；
[0023]将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵MN
’
：
[0024]。
[0025]优选地，所述基于所述解耦后电流系数矩阵与所述三相线路电压波形，获取三相泄漏电流真实波形，包括：
[0026][0027]其中，三相泄漏真实电流波形中A相、B相、C相电流真实波形分别为I
A
‑
real
、I
B
‑
real
、I
C
‑
real
。
[0028]优选地，还包括：
[0029]基于所述三相泄漏电流真实波形获取三相阻性电流波形：
[0030][0031]其中，A相、B相、C相阻性电流波形分别为I
A—R
‑
real
、I
B
‑
R
‑
real
、I
C
‑
R
‑
real
。
[0032]基于本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的系统，所述系统包括：
[0033]第一获取单元，用于获取避雷器三相泄漏电流波形以及对应的三相线路电压波形；
[0034]建立单元，用于基于相间电容耦合效应，建立所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的关系式；
[0035]第二获取单元，用于对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，基于所述基波分量获取电流系数矩阵；
[0036]第三获取单元，用于将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵；
[0037]第四获取单元，用于基于所述解耦后电流系数矩阵与所述三相线路电压波形，获取三相泄漏电流真实波形。
[0038]优选地，所述第四获取单元，还用于基于所述三相泄漏电流波形与所述三相泄漏电流真实波形，获取三相泄漏电流峰值、三相泄漏电流有效值以及三相泄漏阻性电流峰值。
[0039]优选地，所述建立单元，用于基于相间电容耦合效应，建立所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的关系式，还用于：
[0040][0041]其中，三相泄漏电流波形中A相、B相、C相电流波形分别为I
A
、I
B
、I
C
，三相线路电压波形中A相、B相、C相电压波形分别为U
A
、U...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法，所述方法包括：获取避雷器三相泄漏电流波形以及对应的三相线路电压波形；基于相间电容耦合效应，建立所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的关系式；对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，基于所述基波分量获取电流系数矩阵；将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵；基于所述解耦后电流系数矩阵与所述三相线路电压波形，获取三相泄漏电流真实波形。2.根据权利要求1所述的方法，基于所述三相泄漏电流波形与所述三相泄漏电流真实波形，获取三相泄漏电流峰值、三相泄漏电流有效值以及三相泄漏阻性电流峰值。3.根据权利要求1所述的方法，所述基于相间电容耦合效应，建立所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的关系式，包括：其中，三相泄漏电流波形中A相、B相、C相电流波形分别为I
A
、I
B
、I
C
，三相线路电压波形中A相、B相、C相电压波形分别为U
A
、U
B
、U
C
，N1，N2，N3分别为A相、B相、C相阻性电流系数，M1为避雷器本体产生的本体容性电流系数，M2、M3为相间电容产生的耦合容性电流系数，t为时间。4.根据权利要求3所述的方法，所述对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，基于所述基波分量获取电流系数矩阵，包括：将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵，包括：对所述关系式进行傅里叶分解，获取所述三相泄漏电流波形以及所述三相线路电压波形的基波分量，生成相量形式方程：其中分别为A相、B相、C相泄漏电流波形相对于A相、B相、C相线路电压波形的相位；求解所述相量形式方程，获取电流系数矩阵MN中各元素的解；将所述电流系数矩阵进行解耦，获取解耦后电流系数矩阵MN
’
：。5.根据权利要求4所述的方法，所述基于所述解耦后电流系数矩阵与所述三相线路电压波形，获取三相泄漏电流真实波形，包括：
其中，三相泄漏真实电流波形中A相、B相、C相电流真实波形分别为I
A
‑
real
、I
B
‑
real
、I
C
‑
real
。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：基于所述三相泄漏电流真实波形获取三相阻性电流波形：其中，A相、B相、C相阻性电流波形分别为I
A—R
‑
real
、I
B
‑
R
‑
real
、I
C
‑
R
‑
real
。7.一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的系统，所述系统包括：第一获取单元，用于获取避雷器三相泄漏电流波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子炘，赵霞，张搏宇，贺子鸣，雷挺，卢甜甜，沈海滨，陈秀娟，张刘春，康鹏，时卫东，
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：