CN103197135A - 一种暂态过电压监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种暂态过电压监测方法，包括步骤：设置采样参数；通过电压传感器从高压母线处获取电压信号；对获取的电压信号进行信号预处理；实时显示电压波形；判断是否为过电压；存储过电压数据；对过电压进行时域分析；对过电压进行频域分析。本发明通过对过电压的在线监测，分析供电系统中各种过电压类型、产生原因和对电力系统造成的影响，提出改进方案，有效减少过电压、低电压及电能质量对电力系统和设备造成的危害，提高电力系统的供电质量和安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种暂态过电压监测方法。
背景技术
暂态现象表现为从一个稳定的状态过度到另外一个状态，也可以说是系统从一种能量分配方式变化为另一种能量分配方式。电力系统过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过正常工作电压的异常电压升高的暂态现象，就其根本的产生根源来说，可以分为两大类型，即外部过电压和内部过电压。外部过电压又称雷电过电压或大气过电压，其特点是：持续时间短，幅值大，危害性大。内部过电压是由电力系统内部的能量转化或传递引起的。由于内部过电压的能量来自电网本身，所以它的幅值和电网的工频相电压基本上成正比例。目前，对暂态过电压缺乏有效的监测分析方法，因此，这成为本申请人致力于研究和解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种暂态过电压监测方法，通过对过电压的在线监测，分析供电系统中各种过电压类型、产生原因和对电力系统造成的影响，提出改进方案，改进方案的应用，将有效减少过电压、低电压及电能质量对电力系统和设备造成的危害，提高电力系统的供电质量和安全可靠性。
实现上述目的的技术方案是：
一种暂态过电压监测方法，包括下列步骤：
步骤S1，设置采样参数，即：设定一电压阈值，大于该电压阈值的为过电压；
步骤S2，通过电压传感器从高压母线处获取电压信号；
步骤S3，对获取的电压信号进行信号预处理，使得能被数据采集部分接收；
步骤S4，实时显示电压波形；
步骤S5，根据步骤S1设置的采样参数，判断是否为过电压，若是，进行步骤 S6；若否，返回步骤S2；
步骤S6，存储过电压数据；
步骤S7，对过电压进行时域分析；
步骤S8，对过电压进行频域分析。
上述的暂态过电压监测方法，其中，所述步骤S7包括步骤：
步骤S701，读取过电压数据；
步骤S702，从第一点开始逐点计算电压变化率；
步骤S703，判断某一点的电压变化率是否大于预设的变化率阈值，若是，则进入步骤S704；若否，返回步骤S701；
步骤S704，从步骤S703所述的那点接着计算每点的电压变化率，并输出该点所处位置，作为过电压起始点；
步骤S705，判断某一点的电压变化是否小于零，若是，进入步骤步骤S706；若否，返回步骤S701；
步骤S706，输出步骤S705所述的那点的所处位置，并将其作为过电压的峰值点；
步骤S707，将峰值点对应电压值与起始点对应电压值相减；同时将峰值点与起始点位置相减，乘以采样间隔，得到波头时间，并输出该值；
步骤S708，计算波头陡度，并输出该值。
上述的暂态过电压监测方法，其中，所述步骤S8包括步骤：
步骤S801，将时域信号变换到频域上，进行功率谱分析；
步骤S802，进行幅度谱分析；
步骤S803，进行相位谱分析；
步骤S804，进行谐波分析。
本发明的有益效果是：
本发明通过对过电压的在线监测，分析供电系统中各种过电压类型、产生原因和对电力系统造成的影响，从而实现对现有过电压保护措施的动态评估，提出改进方案。改进方案的应用，将有效减少过电压、低电压及电能质量对电力系统和设备造成的危害，提高电力系统供电质量和安全可靠性。
附图说明
图1是本发明的暂态过电压监测方法的流程图；
图2是本发明中过电压时域分析的流程图；
图3是本发明中过电压频域分析的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的暂态过电压监测方法，包括下列步骤：
步骤S1，设置采样参数，即：设定一电压阈值，大于该电压阈值的为过电压；
步骤S2，通过电压传感器从高压母线处获取电压信号；
步骤S3，对获取的电压信号进行信号预处理，使得能被数据采集部分接收；
步骤S4，接收预处理后的电压信号，实时显示电压波形；
步骤S5，根据步骤S1设置的采样参数，判断是否为过电压，即：判断是否大于步骤S1中设定的电压阈值；若是，进行步骤S6；若否，返回步骤S2；
步骤S6，存储过电压数据；
步骤S7，对过电压进行时域分析，具体包括：
步骤S701，读取过电压数据；
步骤S702，从第一点开始逐点计算电压变化率；
步骤S703，判断某一点的电压变化率是否大于预设的变化率阈值，若是，则进入步骤S704；若否，返回步骤S701；
步骤S704，从步骤S703所述的那点接着计算每点的电压变化率，并输出该点所处位置，作为过电压起始点；
步骤S705，判断某一点的电压变化是否小于零，若是，进入步骤步骤S706；若否，返回步骤S701；
步骤S706，输出步骤S705所述的那点的所处位置，并将其作为过电压的峰值点；
步骤S707，将峰值点对应电压值与起始点对应电压值相减；同时将峰值点与起始点位置相减，乘以采样间隔，得到波头时间，并输出该值；
步骤S708，计算波头陡度，并输出该值。
步骤S8，将时域信号变换到频域上，对过电压进行频域分析，从频域的角度反映和揭示信号的变化规律，对信号的频谱分析可以获得更多有用的信息，如求得过电压信号中的各频率成分和频率分布范围，求出各个频率成分的幅值分布和能量分布，从而为过电压分析提供依据；具体包括：
步骤S801，进行功率谱分析，其中，信号的功率谱是指信号的总功率在各频率分量上的分布情况，它表示信号能量分布的特征，对于确定信号带宽有重要作用；
步骤S802，利用离散傅立叶变换进行幅度谱分析；
步骤S803，利用离散傅立叶变换进行相位谱分析；
步骤S804，进行谐波分析，通过傅立叶变换得知信号有无谐波，通过分析，提取出各次谐波的时域信号和频域信号，检测到基频频率，得到谐波的总谐波失真THD(又称谐波畸变)以及各次谐波分量的幅值。
综上，通过分析供电系统中各种过电压类型、产生原因和对电力系统造成的影响，提出改进方案，从而有效减少过电压、低电压及电能质量对电力系统和设备造成的危害，提高电力系统供电质量和安全可靠性。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (3)
1.一种暂态过电压监测方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤S1，设置采样参数，即：设定一电压阈值，大于该电压阈值的为过电压；
步骤S2，通过电压传感器从高压母线处获取电压信号；
步骤S3，对获取的电压信号进行信号预处理，使得能被数据采集部分接收；
步骤S4，实时显示电压波形；
步骤S5，根据步骤S1设置的采样参数，判断是否为过电压，若是，进行步骤S6；若否，返回步骤S2；
步骤S6，存储过电压数据；
步骤S7，对过电压进行时域分析；
步骤S8，对过电压进行频域分析。
2.根据权利要求1所述的暂态过电压监测方法，其特征在于，所述步骤S7包括步骤：
步骤S701，读取过电压数据；
步骤S702，从第一点开始逐点计算电压变化率；
步骤S703，判断某一点的电压变化率是否大于预设的变化率阈值，若是，则进入步骤S704；若否，返回步骤S701；
步骤S704，从步骤S703所述的那点接着计算每点的电压变化率，并输出该点所处位置，作为过电压起始点；
步骤S705，判断某一点的电压变化是否小于零，若是，进入步骤步骤S706；若否，返回步骤S701；
步骤S706，输出步骤S705所述的那点的所处位置，并将其作为过电压的峰值点；
步骤S707，将峰值点对应电压值与起始点对应电压值相减；同时将峰值点与起始点位置相减，乘以采样间隔，得到波头时间，并输出该值；
步骤S708，计算波头陡度，并输出该值。
3.根据权利要求1或2所述的暂态过电压监测方法，其特征在于，所述步骤S8包括步骤：
步骤S801，将时域信号变换到频域上，进行功率谱分析；
步骤S802，进行幅度谱分析；
步骤S803，进行相位谱分析；
步骤S804，进行谐波分析。
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