CN104833841B - 一种变电站侵入过电压检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种变电站侵入过电压检测方法，该方法采用罗氏线圈（Rogowski Coil）实时测量变电站线路间隔避雷器的泄漏电流信号，当泄漏电流信号中除含有50Hz工频信号之外还含有高频暂态信号时，采用带阻滤波器在频域内滤除其中的工频分量，而保留高频暂态分量并在时域内予以重构，得到高频暂态电流时域信号，即避雷器遭受侵入过电压作用时释放的放电电流，再将此高频暂态放电电流的幅值代入避雷器的伏安特性曲线，计算得到侵入的过电压的幅值。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站侵入过电压检测方法，属于输变电技术领域。
背景技术
沿线路侵入变电站的过电压是导致站内设备绝缘损坏的重要因素，雷电过电压侵入导致的故障屡见不鲜。目前对于变电站侵入过电压的检测方法极为缺乏，只能依靠避雷器放电计数器是否动作判断有无过电压侵入。但是，一些发生在500kV变电站设备雷害故障显示，即使在变电站线路间隔加装了避雷器，且在避雷器放电计数器均未动作的情况下，站内设备雷害故障依然无法避免。由此可见，依靠避雷器放电计数器是否动作判断变电站有无过电压侵入的方法并不可靠，这给变电站防雷效果评估以及设备故障原因分析都带来很大困扰。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种基于避雷器高频暂态放电电流的变电站侵入过电压检测方法，此方法不仅可以准确判断有无过电压侵入变电站，而且可以准确获取变电站侵入过电压的幅值。
本发明的技术方案是，首先采用罗氏线圈（Rogowski Coil）实时测量变电站线路间隔避雷器的泄漏电流，然后检测泄漏电流信号中除了含有50Hz工频信号是否还存在高频暂态信号，如果存在，则采用带阻滤波器在频域内滤除泄漏电流信号中的工频分量，而保留高频暂态分量并予以重构其时域信号，得到高频暂态放电电流信号，即避雷器遭受侵入过电压作用时释放的放电电流，再将此高频暂态放电电流的幅值代入避雷器的伏安特性曲线，计算得到侵入的过电压的幅值。
本发明变电站侵入过电压检测方法包括如下步骤：
步骤1 ：采用罗氏线圈（Rogowski Coil）实时测量变电站线路间隔避雷器的泄漏电流；
步骤2：区分变电站线路间隔避雷器泄漏电流信号中有无高频暂态信号分量。无过电压作用时，流经变电站线路间隔避雷器的电流信号为工频50Hz信号；当遭受过电压作用时，避雷器不仅流出工频电流，还将释放高频暂态放电电流，因此，检测避雷器泄漏电流中有无高频暂态分量可用于判断避雷器是否遭受了过电压作用。高频暂态信号与工频信号的区别在于两种信号的频率不同，其中工频信号为窄带信号，频率固定为50Hz，而高频暂态信号为宽频带信号，其带宽可达1MHz；
步骤3：对含有高频暂态放电电流的避雷器泄漏电流信号进行傅里叶变换，在频域内采用带阻滤波器对其进行滤波，滤除50Hz工频分量，保留其余高频暂态分量。
步骤4：对已滤除了50Hz分量的信号进行傅里叶逆变换（Inverse Fouriertransform），在时域内重构高频暂态信号，即避雷器遭受侵入的过电压作用时产生的放电电流信号；
步骤5：将重构得到的高频暂态信号与避雷器伏安特性曲线拟合，得到侵入过电压的幅值，即将高频暂态放电电流信号幅值i代入避雷器的伏安特性曲线（C为常数， 为避雷器非线性系数），计算得到侵入过电压的幅值u。
与本发明的有益效果是，通过本变电站侵入过电压检测方法，可以准确获取沿输电线路侵入变电站的过电压的幅值，不仅准确度高，特别是可以准确获取过电压的幅值，便于开展变电站防雷效果评估以及设备故障原因分析。
本发明方法适用于检测沿输电线路侵入变电站的过电压。
附图说明
图1为本变电站侵入过电压检测方法实施流程图；
图2为罗氏线圈检测得到的含有高频暂态放电电流的避雷器泄漏电流信号；
图3为避雷器伏安特性曲线；
图4为拟合计算得到的侵入过电压波形。
具体实施方式
图1为本发明变电站侵入过电压检测方法的实施流程图，根据图1，该方法包括：
1）采用罗氏线圈（Rogowski Coil）实时测量变电站线路间隔避雷器的泄漏电流。
2）检测避雷器泄漏电流信号中有无异于50Hz工频信号的暂态高频信号。
3）如果避雷器泄漏电流信号中含有高频暂态信号，如图2，则在频域内采用带阻滤波器对其进行滤波，滤除50Hz工频分量201，保留其余高频暂态分量202-204。
4）对高频暂态信号进行傅里叶逆变换（Inverse Fourier transform ），在时域内重构高频暂态分量信号。
5）将重构得到的高频暂态分量信号与避雷器伏安特性曲线301拟合，如图3所示；
计算侵入过电压404、405和406，如图4所示。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (3)
1.一种变电站侵入过电压检测方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：
步骤1 ：采用罗氏线圈实时测量变电站线路间隔避雷器的泄漏电流；
步骤2：区分变电站线路间隔避雷器泄漏电流信号中有无高频暂态信号分量；无过电压作用时，流经变电站线路间隔避雷器的电流信号为工频50Hz信号；当遭受过电压作用时，避雷器不仅流出工频电流，还将释放高频暂态放电电流，因此，检测避雷器泄漏电流中有无高频暂态分量可用于判断避雷器是否遭受了过电压作用；高频暂态信号与工频信号的区别在于两种信号的频率不同，其中工频信号为窄带信号，频率固定为50Hz，而高频暂态信号为宽频带信号，其带宽可达1MHz；
步骤3：对含有高频暂态放电电流的避雷器泄漏电流信号进行傅里叶变换，在频域内采用带阻滤波器对其进行滤波，滤除50Hz工频分量，保留其余高频暂态分量；
步骤4：对已滤除了50Hz分量的信号进行傅里叶逆变换，在时域内重构高频暂态信号，即避雷器遭受侵入的过电压作用时产生的放电电流信号；
步骤5：将重构得到的高频暂态信号与避雷器伏安特性曲线拟合，得到侵入过电压的幅值，即将高频暂态放电电流信号幅值i代入避雷器的伏安特性曲线，计算得到侵入过电压的幅值u，式中C为常数，为避雷器非线性系数。
2.根据权利要求1所述的变电站侵入过电压检测方法，其特征在于：所述步骤1中罗氏线圈响应频带为0.1Hz-1MHz，被测避雷器应为变电站线路间隔避雷器。
3.根据权利要求1所述的变电站侵入过电压检测方法，其特征在于：所述带阻滤波器的阻带范围49.8-50.2Hz。
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