CN103207307B - 金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法 - Google Patents
金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法。该方法首先采集t采样时刻流经三相金属氧化物避雷器接地引下线的三相金属氧化物避雷器的泄漏电流和A相高压侧电压；计算A相金属氧化物避雷器高压侧电压的相角；选取一个基波周期内A相高压侧电压波形任意过零点的采样时刻，以及过零点的采样时刻高压侧电压波形，然后根据数学模型计算三相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流成分和阻性电流成分。本发明方法在数学模型上考虑了相间耦合电容的影响，实现了对三相金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分暂态全过程的精确测量，有利于及时发现金属氧化物避雷器绝缘性能变化情况，为快速制定金属氧化物避雷器检修方案提供可靠依据。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备保护领域，具体地说是涉及一种金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法。
背景技术
金属氧化物避雷器由于其优越的通流特性，作为电力设备过电压保护装置获得广泛应用。金属氧化物避雷器受潮时，其泄漏电流中的阻性电流基频分量会明显增大；金属氧化物避雷器老化时，其泄漏电流中的阻性电流中的3次谐波分量会明显增大。因此，通过对金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分分析就可以实现对金属氧化物避雷器绝缘性能的在线监测。目前对金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分分析方法主要包括基波法、三次谐波法、谐波分析法和电容电流补偿法，这几种方法监测准确性受相间耦合电容影响，谐波分析法由于计算量大，实用性差；基波法、三次谐波法和电容电流补偿法则需要利用一个周波数据窗计算阻性电流基频分量和电容电流基频分量，所需数据窗大，无法做到对金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分暂态全过程监测，实时性不强。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种计算量较小、实用性强、能够实现对金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分暂态全过程监测的金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法。
本发明的目的是通过以下途径实现的：
金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法，其要点在于，包括如下步骤，
（1）提供一种测量装置，其采集各采样时刻的A、B、C三相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值和各采样时刻的A相金属氧化物避雷器高压侧电压采样值；
（2）测量装置根据其所获得的电量值计算A、B、C三相金属氧化物避雷器泄漏电流的组成成分如下：
测量装置计算t采样时刻A相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iAr(t)：
iAr(t)=iA(t)-[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)-{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ)
测量装置计算t采样时刻A相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iAc(t)：
iAc(t)=[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)+{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ)
测量装置计算t采样时刻B相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iBr(t)：
iBr(t)=iB(t)-{|iA(t2)|-0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ-120°)
测量装置计算t采样时刻B相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iBc(t)：
iBc(t)={|iA(t2)|-0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ-120°)
测量装置计算t采样时刻C相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iCr(t)：
iCr(t)=iC(t)-[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)-{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ+120°)
测量装置计算t采样时刻C相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iCc(t)：
iCc(t)=[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)+{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ+120°)
其中，iA(t)、iB(t)、iC(t)分别为t采样时刻流经A、B、C相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iA(t1)为t1采样时刻流经A相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iA(t2)为t2采样时刻流经A相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iB(t1)为t1采样时刻流经B相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iC(t1)为t1采样时刻流经C相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；θ为A相金属氧化物避雷器高压侧电压的相角；t为采样时刻；t2为一个基波周期内A相金属氧化物避雷器高压侧电压波形任意过零点的采样时刻；t1为A相金属氧化物避雷器高压侧电压波形过零点的采样时刻且其电压波形满足uA(t1-△t)<0和uA(t1+△t)>0；ω为电力系统角频率；uA(t1-△t)、uA(t1+△t)分别为t1-△t、t1+△t采样时刻的A相避雷器高压侧电压采样值；△t为采样间隔时间。
本发明所述技术方案具有如下有益效果：
本发明方法在数学模型上考虑了相间耦合电容的影响，实现了对三相金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分暂态全过程的精确测量，有利于及时发现金属氧化物避雷器绝缘性能暂态变化情况，为快速制定金属氧化物避雷器检修方案提供可靠依据，有利于减少金属氧化物避雷器停电检修时间，减少停电损失，保障了电网安全、经济、稳定运行。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式做进一步地详细描述。
本发明实施例首先实时采集t采样时刻流经A、B、C三相金属氧化物避雷器接地引下线的A、B、C三相金属氧化物避雷器的泄漏电流iA(t)、iB(t)、iC(t)，实时采集t采样时刻A相金属氧化物避雷器高压侧电压uA(t)；其中，t为采样时刻。
利用傅里叶算法计算A相金属氧化物避雷器高压侧电压的相角θ。
进而计算t采样时刻A相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iAr(t)：
iAr(t)=iA(t)-[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)-{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ)
计算t采样时刻A相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iAc(t)：
iAc(t)=[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)+{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ)
计算t采样时刻B相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iBr(t)：
iBr(t)=iB(t)-{|iA(t2)|-0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ-120°)
计算t采样时刻B相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iBc(t)：
iBc(t)={|iA(t2)|-0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ-120°)
计算t采样时刻C相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iCr(t)：
iCr(t)=iC(t)-[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)-{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ+120°)
计算t采样时刻C相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iCc(t)：
iCc(t)=[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)+{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ+120°)
其中，iA(t)、iB(t)、iC(t)分别为t采样时刻流经A、B、C相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iA(t1)为t1采样时刻流经A相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iA(t2)为t2采样时刻流经A相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iB(t1)为t1采样时刻流经B相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iC(t1)为t1采样时刻流经C相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；θ为A相金属氧化物避雷器高压侧电压的相角；t为采样时刻；t2为一个基波周期内A相金属氧化物避雷器高压侧电压波形任意过零点的采样时刻；t1为A相金属氧化物避雷器高压侧电压波形过零点的采样时刻且其电压波形满足uA(t1-△t)<0和uA(t1+△t)>0；ω为电力系统角频率；uA(t1-△t)、uA(t1+△t)分别为t1-△t、t1+△t采样时刻的A相避雷器高压侧电压采样值；△t为采样间隔时间。
本发明方法在数学模型上考虑了相间耦合电容的影响，实现了对三相金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分暂态全过程的精确计算分析，有利于及时发现金属氧化物避雷器绝缘性能变化情况，为快速制定金属氧化物避雷器检修方案提供可靠依据，有利于减少金属氧化物避雷器停电检修时间，减少停电损失，保障了电网安全、经济、稳定运行。
以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)提供一种测量装置，其采集各采样时刻的A、B、C三相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值和各采样时刻的A相金属氧化物避雷器高压侧电压采样值；
(2)测量装置根据其所获得的电量值计算A、B、C三相金属氧化物避雷器泄漏电流的组成成分如下：
测量装置计算t采样时刻A相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iAr(t)：
iAr(t)＝iA(t)-[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)-{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ)
测量装置计算t采样时刻A相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iAc(t)：
iAc(t)＝[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)+{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ)
测量装置计算t采样时刻B相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iBr(t)：
iBr(t)＝iB(t)-{|iA(t2)|-0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ-120°)
测量装置计算t采样时刻B相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iBc(t)：
iBc(t)＝{|iA(t2)|-0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ-120°)
测量装置计算t采样时刻C相金属氧化物避雷器泄漏电流中的阻性电流值iCr(t)：
iCr(t)＝iC(t)-[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)-{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ+120°)
测量装置计算t采样时刻C相金属氧化物避雷器泄漏电流中的容性电流值iCc(t)：
iCc(t)＝[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]cos(ωt+θ-120°)+{|iA(t2)|+0.5[iA(t1)+iB(t1)+iC(t1)]}cos(ωt+θ+120°)
其中，iA(t)、iB(t)、iC(t)分别为t采样时刻流经A、B、C相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iA(t1)为t1采样时刻流经A相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iA(t2)为t2采样时刻流经A相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iB(t1)为t1采样时刻流经B相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；iC(t1)为t1采样时刻流经C相金属氧化物避雷器接地引下线的泄漏电流采样值；θ为利用傅里叶算法计算得到的A相金属氧化物避雷器高压侧电压的相角；t为采样时刻；t2为一个基波周期内A相金属氧化物避雷器高压侧电压波形任意过零点的采样时刻；t1为A相金属氧化物避雷器高压侧电压波形过零点的采样时刻且其电压波形满足uA(t1-△t)<0和uA(t1+△t)>0；ω为电力系统角频率；uA(t1-△t)、uA(t1+△t)分别为t1-△t、t1+△t采样时刻的A相避雷器高压侧电压采样值；△t为采样间隔时间。
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