CN105116221B - 一种避雷器电压跟随判别方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种避雷器电压跟随判别方法及装置，属于避雷器监测技术领域。本发明首先判断避雷器电流与各母线电压频率是否一致，然后在避雷器电流与某条母线电压频率一致时，计算避雷器电流与该母线电压的各相相位差，并判断电流电压相位差的偏差是否一致，若一致，则说明该条母线是避雷器实际承受电压，是避雷器检测装置可采用的。本发明利用避雷器电流与各母线电压的频率与相位关系，实现了避雷器在线监测装置电压信号的准确和高可靠性判别，广泛适用于各种接线形式下的避雷器在线监测装置，为实现避雷器阻性电流的准确计算提供了保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种避雷器电压跟随判别方法及装置，属于避雷器监测技术领域。
背景技术
避雷器作为保护电力设备承受过电压危害的重要电气设备，其运行的可靠性直接影响电力系统的安全。为了监测阀片的非线性电阻特性(反应避雷器劣化程度)最好的办法是监测阻性电流。要获得精确的阻性电流，需要同步采集避雷器泄露电流和母线电压。在避雷器的实际运行中，会存在以下几个问题：
1、在母线分列运行时，由于不同源的关系，各条母线的频率是不一致的，偏差在0.01Hz—0.1Hz之间，当避雷器判错母线电压时，由于避雷器电流与实际承受电压频率是不同的，造成电流与电压的相位夹角发生周期性变化，极易触发误告警。
2、目前，为了避免对电力系统一次和二次侧的影响，避雷器在线监测装置并没有直接引入断路器和刀闸的位置信号，因此无法根据位置信号直接进行电压的判别。
3、由于正常流经避雷器的泄露电流很小，采用频率进行电压判定时，由于存在干扰，电流频率变化范围比较大，因此，仅仅根据电流和电压的频率关系，无法准确判定避雷器实际运行母线。
4、当电力系统存在干扰时，如发生雷击或VFTO时，会造成流经避雷器电流与电压的频率和相位夹角发生跳变，造成判断结果错误。
发明内容
本发明的目的是提供一种避雷器电压跟随判别方法及装置，以解决未接入位置信号时，无法保证避雷器在线监测接入电压是否为避雷器实际承受电压的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供了一种避雷器电压跟随判别方法，该判别方法包括以下步骤：
1)采集避雷器各相电流信号和各相关母线电压信号，判断各相避雷器是否有流、各母线电压是否有压；
2)有流时计算该相电流的频率，有压时计算该母线电压的频率，判断电流频率与电压频率是否一致；
3)当避雷器电流与某条母线电压频率一致时，计算避雷器电流与该母线电压的各相相位差；
4)判断避雷器各相电流与母线电压各相相位差的偏差是否一致，若一致，则说明该母线电压是避雷器实际承受电压，即避雷器监测装置可采用该条母线电压。
所述步骤2)是采用频率一致门槛来判断电流频率与电压频率是否一致，频率一致门槛的设置范围为0.01Hz-0.5Hz。
所述步骤4)中各相电流与母线电压各相相位差的偏差指的是等间隔时间间隔内电流和电压相位夹角的偏差，通过对相位差的偏差进行均值滤波，判断均值是否在设定的阈值范围内，若在范围内，则说明该相位差的偏差一致。
压频率进行中值滤波。
所述若步骤4)中存在2条以上母线一致时，则认为所有一致的母线为同一源，避雷器监测装置可采用任一条母线电压。
本发明还提供了一种避雷器电压跟随判别装置，该判别装置包括电压电流频率一致性判断模块和相位差偏差判断模块，所述电压电流一致性判断模块用于对采集到的避雷器各相电流信号和各相关母线电压信号的频率进行一致性判断，所述相位差偏差判断模块用于计算经电压电流频率一致性判断模块判断符合一致性要求的避雷器电流与母线电压的各相相位差，并判断避雷器各相电流与母线电压各相相位差的偏差是否一致，若一致，则说明该母线电压是避雷器实际承受电压，即避雷器监测装置可采用该条母线电压。
所述电压电流频率一致性判断模块是采用频率一致门槛来判断电流频率与电压频率是否一致，频率一致门槛的设置范围为0.01Hz-0.5Hz。
所述避雷器电流与母线电压各相相位差的偏差指的是等间隔时间间隔内电流和电压相位夹角的偏差，相位差偏差判断模块通过对相位差的偏差进行均值滤波，判断均值是否在设定的阈值范围内，若在范围内，则说明该相位差的偏差一致。
所述电压电流频率一致性判断模块在判断电流频率与电压频率是否一致时先对计算得到电流频率和电压频率进行中值滤波。
所述相位差偏差判断模块判断结果中存在2条以上母线一致时，则认为所有一致的母线为同一源，避雷器监测装置可采用任一条母线电压。
本发明的有益效果是:本发明首先判断避雷器电流与各母线电压频率是否一致，然后在避雷器电流与某条母线电压频率一致时，计算避雷器电流与该母线电压的各相相位差，并判断电流电压相位差的偏差是否一致，若一致，则说明该条母线是避雷器实际承受电压，是避雷器检测装置可采用的。本发明利用避雷器电流与各母线电压的频率与相位关系，实现了避雷器在线监测装置电压信号的准确和高可靠性判别，广泛适用于各种接线形式下的避雷器在线监测装置，为实现避雷器阻性电流的准确计算提供了保障。
附图说明
图1本发明实施例中所采用的双母线接线方式避雷器电压跟随判别装置应用系统图。
图2电流频率和电压频率计算判别方法的流程图；
图3电流电压相位差偏差不一致计算判别方法的流程图；
图4是本发明避雷器电压跟随判别方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的一种避雷器电压跟随判别方法的实施例
本发明利用电流和电压的频率和相位差偏差关系，同时采用适当的数字滤波算法实现对避雷器实际承受电压的有效判别目的。下面以典型的双母线接线方式为例来进行说明，如图1所示，与避雷器相关的母线有I母线和II母线，通过接收各相关母线电压、避雷器各相电流信息实现避雷器承受电压的准确判别，具体的流程如图4所示，具体实施过程如下：
1.采集避雷器各相电流信号，各相关母线电压信号。本实施例中电流信号由I母线避雷器电流互感器和II母线避雷器电流互感器采集的到，电压信号由I母线PT和II母线PT采集得到。
2.分别对各电流和电压信号进行全周傅氏变换，计算信号的幅值，采用中值滤波算法处理。
3.利用步骤2计算得到的电流信号幅值根据避雷器无流定值判断各相避雷器是否有流，若有流，则计算该电流频率并进行中值滤波，若无流则说明该相避雷器未运行；利用步骤2计算得到的电压信号幅值根据无压定值判断各母线相是否有压，如有压则计算电压频率并中值滤波，若无压，则提示该相母线未运行或PT断线，其具体流程如图2所示，采用频率一致门槛来判断电流频率与电压频率是否一致，频率一致门槛的设置范围为0.01Hz-0.5Hz，为防止频率计算受到干扰值变大的情况，本实施例中的频率一致门槛的设定值为0.5Hz，当电流频率和电压频率的差值小于该值时，说明电流频率和电压频率一致；否则，说明该电流频率与电压频率不一致，即该条母线电压不是避雷器实际所承受的电压。
4.当电流频率和电压频率一致时，根据中值滤波后的电流频率和电压频率分别计算避雷器有流相电流和对应电压的夹角，并进行中值滤波，计算电流电压夹角在等间隔时间内数据的变化量，并均值滤波，以得到该相电流与该母线的相位差偏差均值。
5.根据相位差偏差均值与相位不一致门槛阈值进行判别，当相位差偏差均值小于相位不一致门槛时，认为该条母线与避雷器实际承受母线一致；当相位差偏差均值大于相位不一致门槛时，认为该条母线与避雷器实际承受电压不一致。相位不一致门槛的范围为0.05度-1度之间，本实施例中的相位不一致门槛阈值为0.1度，可区分频率在0.001Hz的区别。
6.根据避雷器各相与各母线电压是否一致可以判断出装置所运行母线，如果存在2条以上母线一致，则认为母线是同一源，避雷器装置可任选一条母线。
本发明的一种避雷器电压跟随判别装置的实施例
本实施例中的避雷器电压跟随判别装置设置在避雷器所在的线路中，本实施例以典型的双母线接线方式为例来进行说明，如图1所示，I母线避雷器电流互感器和II母线避雷器电流互感器用于采集避雷器I母线电流和II母线电流，其输出端均与避雷器电压跟随判别装置的输入端连接，用于将采集到各相电流传输给避雷器电压跟随判别装置，由I母线PT和II母线PT用于采集避雷器I母线电流和II母线电压，其输出端也与避雷器电压跟随判别装置的输入端连接，用于将采集到各母线电压传输给避雷器电压跟随判别装置，该避雷器电压跟随判别装置包括电压电流频率一致性判断模块和相位差偏差判断模块，压电流一致性判断模块用于对采集到的避雷器各相电流信号和各相关母线电压信号的频率进行一致性判断，相位差偏差判断模块用于计算经电压电流频率一致性判断模块判断符合一致性要求的避雷器电流与母线电压的各相相位差，并判断避雷器各相电流与母线电压各相相位差的偏差是否一致，若一致，则说明该母线电压是避雷器实际承受电压，即避雷器监测装置可采用该条母线电压。
其中电压电流频率一致性判断模块的具体工作流程如图2所示，相位差偏差判断模块的具体工作流程如图3所示，具体的工作过程已在上个实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。
本发明利用避雷器电流与各母线电压的频率与相位关系，实现了避雷器在线监测装置电压信号的准确和高可靠性判别。
上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种避雷器电压跟随判别方法，其特征在于，该判别方法包括以下步骤：
1)采集避雷器各相电流信号和各相关母线电压信号，判断各相避雷器是否有流、各母线电压是否有压；
2)有流时计算该相电流的频率，有压时计算该母线电压的频率，判断电流频率与电压频率是否一致；
3)当避雷器电流与某条母线电压频率一致时，计算避雷器电流与该母线电压的各相相位差；
4)判断避雷器各相电流与母线电压各相相位差的偏差是否一致，若一致，则说明该母线电压是避雷器实际承受电压，即避雷器监测装置可采用该条母线电压；
所述步骤4)中避雷器各相电流与母线电压各相相位差的偏差指的是等间隔时间间隔内电流和电压相位夹角的偏差，通过对相位差的偏差进行均值滤波，判断均值是否在设定的阈值范围内，若在范围内，则说明该相位差的偏差一致。
2.根据权利要求1所述的避雷器电压跟随判别方法，其特征在于，所述步骤2)是采用频率一致门槛来判断电流频率与电压频率是否一致，频率一致门槛的设置范围为0.01Hz-0.5Hz。
3.根据权利要求1所述的避雷器电压跟随判别方法，其特征在于，所述步骤2)在判断电流频率与电压频率是否一致时先对计算得到电流频率和电压频率进行中值滤波。
4.根据权利要求3所述的避雷器电压跟随判别方法，其特征在于，所述步骤4)中若存在2条以上母线一致时，则认为所有一致的母线为同一源，避雷器监测装置可采用任一条母线电压。
5.一种避雷器电压跟随判别装置，其特征在于，该判别装置包括电压电流频率一致性判断模块和相位差偏差判断模块，所述电压电流一致性判断模块用于对采集到的避雷器各相电流信号和各相关母线电压信号的频率进行一致性判断，所述相位差偏差判断模块用于计算经电压电流频率一致性判断模块判断符合一致性要求的避雷器电流与母线电压的各相相位差，并判断避雷器各相电流与母线电压各相相位差的偏差是否一致，若一致，则说明该母线电压是避雷器实际承受电压，即避雷器监测装置可采用该条母线电压；所述避雷器各相电流与母线电压各相相位差的偏差指的是等间隔时间间隔内电流和电压相位夹角的偏差，相位差偏差判断模块通过对相位差的偏差进行均值滤波，判断均值是否在设定的阈值范围内，若在范围内，则说明该相位差的偏差一致。
6.根据权利要求5所述的避雷器电压跟随判别装置，其特征在于，所述电压电流频率一致性判断模块是采用频率一致门槛来判断电流频率与电压频率是否一致，频率一致门槛的设置范围为0.01Hz-0.5Hz。
7.根据权利要求5所述的避雷器电压跟随判别装置，其特征在于，所述电压电流频率一致性判断模块在判断电流频率与电压频率是否一致时先对计算得到电流频率和电压频率进行中值滤波。
8.根据权利要求7所述的避雷器电压跟随判别装置，其特征在于，所述相位差偏差判断模块判断结果中存在2条以上母线一致时，则认为所有一致的母线为同一源，避雷器监测装置可采用任一条母线电压。
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