CN105548940A - 一种电压互感器的运行工况检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种效率高、且检验结果全面准确的电压互感器运行工况检验方法。该检验方法通过收集电压互感器的基础信息数据以及现场运行数据，对收集的数据进行分类并计算电压互感器运行状态值R_U，通过预设的电压互感器运行工况值与运行状态的对应关系，确定电压互感器的实际运行工况值所对应的实际运行状态，该检验方法效率高、不会出现由于人为原因导致原本正常运行的设备发生故障，该检验方法考虑了二次负荷值、电压偏差百分值、环境温度、环境相对湿度、一次导体磁场、外电场、频率对电压互感器的影响，可以实现电压互感器运行工况的全面检验，保证最后得出的检验结果准确、全面、可靠性高。适合在关口计量设备状态评估技术领域推广应用。

Description

一种电压互感器的运行工况检验方法

技术领域

本发明涉及关口计量设备状态评估技术领域，尤其是一种电压互感器的运行工况检验方法。

背景技术

为了保证电压互感器能够正常运行及其计量数据的可靠性，通常需要对电压互感器的运行工况进行远程估计，现有的电压互感器运行工况检验方法大都是采用人工检验的方式，人工检验的方式需要大量的人工进行现场检验和复杂的计算过程，工作效率低；其次，人工在对电压互感器进行现场精度测试时，对电压互感器进行多次反复的操作，导致原本正常运行的设备发生故障，存在较大的故障隐患；另外，现有的电压互感器运行工况检验方法只单纯的对电压互感器的设备好坏进行检测，而电压互感器的运行状态检测常被忽视，而这部分的故障所带来的影响有时非常较大，因此，现有的电压互感器运行工况检验方法不能实现电压互感器运行工况的全面检验，导致最后得出的运行工况检验结果不准确，并且人工干预容易出错导致检验结果可靠性低，无法准确掌握电能电压互感器的运行工况动态安全稳定性，进而也无法保证各主要电压互感器安全、稳定、准确运行，缺乏对事故处理信息进行动态跟踪及分析，不能对严重故障进行动态控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高、且检验结果全面准确的电压互感器的运行工况检验方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：该电压互感器的运行工况检验方法，包括以下步骤：

A、收集电压互感器的基础信息数据以及现场运行数据；

B、对数据进行分类，将数据分为以下两类：电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据；

C、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据计算电压互感器运行工况值R_U；通过预设的电压互感器运行工况值与运行状态的对应关系，确定电压互感器的实际运行工况值所对应的实际运行状态。

进一步的是，所述电压互感器运行工况值R_U采用如下公式计算得到：

所述R_U＝ω_USE_SU+ω_UΔE_ΔU+ω_UTE_TU+ω_UHE_HU+ω_UME_MU+ω_UEE_EU+ω_UFE_FU，

且ω_US+ω_UΔ+ω_UT+ω_UH+ω_UM+ω_UE+ω_UF＝1；

$E_{SU}=\left\{\begin{array}{c}1-|S_U-S_{U0}|/S_{U0}\&times;100\%,0\&le;S_U<S_{U0}\\ 1,S_{U0}\&le;S_U\&le;S_{Un}\\ 1-|S_U-S_{Un}|/S_{Un}\&times;100\%,S_{Un}<S_U\&le;2S_{Un}\\ 0,S_U>2S_{Un}\end{array}\right.,$ 其中，S_U为在线监测得到电压互感器的二次负荷，S_Un为电流互感器的额定负荷，S_U0为电压互感器的二次负荷下限值；

$E_{\mathrm{\&Delta;}U}=\left\{\begin{array}{cc}1,& 0\&le;\left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|<0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\\ 1-\left(\right|{\mathrm{\&Delta;U}}_U|-0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim })/0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\&times;100\%,& 0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{Ulin}\&le;\left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|\&le;{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\\ 0,& \left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|>{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\end{array}\right.,$ 其中，ΔU_U为在线监测得到的电压互感器的电压偏差百分值，ΔU_Ulim为电压互感器的电压偏差限值；

其中，T_U为电压互感器所处的环境温度值，T_Un为电压互感器要求的额定环境温度值，C_TU1和C_TU2为温度引起变差的变化率系数；

其中，H_U为电压互感器所处的环境湿度值，H_Un为电压互感器要求的额定环境湿度，C_HU为湿度引起变差的变化率；

其中，M_U为临近一次导体磁场强度，M_Un为额定磁场强度，C_MU为磁场强度引起变差的变化率系数；

其中，E_U为在线监测得到电压互感器的外电场强度，E_Un为额定电场强度，C_E为电场强度引起变差的变化率系数；

其中，F_U为在线监测得到电压互感器的频率，F_Un为额定频率，C_F1和C_F1为频率引起变差的变化率系数。

进一步的是，所述权值ω_US、ω_UΔ、ω_UT、ω_UH、ω_UM、ω_UE、ω_UF采用如下方法确定，该方法包括以下步骤：

g1、确定序关系：在{E_SU、E_ΔU、E_TU、E_HU、E_MU、E_EU、E_FU}中选出比重最大的一个类型记为G₁ ^*；然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G₂ ^*；在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G₃ ^*，在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G₄ ^*，在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G₅ ^*，在余下的二个类型中选出比重最大的一个类型记为G₆ ^*，最后剩下的类型记为G₇ ^*，其序关系为G₁ ^*＞G₂ ^*＞G₃ ^*＞G₄ ^*＞G₅ ^*＞G₆ ^*＞G₇ ^*，其中G₁ ^*＞G₂ ^*表示类型G₁ ^*的比重要大于或不小于G₂ ^*，由此来确定E_SU、E_ΔU、E_TU、E_HU、E_MU、E_EU、E_FU的序关系；

g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型G_k-1与G_k之间的比重大小之比G_k-1/G_k＝η_k，k＝7、6、5、4，3，2，根据G_k-1与G_k的比重大小，η_k的取值范围为1.0-1.8；

g3、比例系数计算：将g2步骤得出η_k值带入如下公式：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_m={(1+\underset{k=2}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{i=k}{\overset{m}{\&Pi;}}{\mathrm{\&eta;}}_i)}^{-1}\\ {\mathrm{\&omega;}}_{k-1}={\mathrm{\&eta;}}_k{\mathrm{\&omega;}}_k,k=m,m-1,\mathrm{...},2\end{array}\right.$ 其中，m＝7

即可计算出G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇的权值向量ω＝[ω₁,ω₂,ω₃,ω₄,ω₅,ω₆,ω₇]，ω₁,ω₂,ω₃,ω₄,ω₅,ω₆,ω₇对应G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇的权值，根据确定的序关系便可以对应得出ω_US、ω_UΔ、ω_UT、ω_UH、ω_UM、ω_UE、ω_UF的值。

本发明的有益效果：该电压互感器的运行工况检验方法通过收集电压互感器的基础信息数据以及现场运行数据，对收集的数据进行分类并计算电压互感器运行工况值R_U，通过预设的电压互感器运行工况值与运行状态的对应关系，确定电压互感器的实际运行工况值所对应的实际运行状态，该检验方法是通过对数据的分析得出电压互感器的运行状态，无需人工进行现场检验，效率高；其次，减少了人工的干预，不会出现由于人为原因导致原本正常运行的设备发生故障，设备故障隐患较低；再者，该检验方法考虑了二次负荷值、电压偏差百分值、环境温度、环境相对湿度、一次导体磁场、外电场、频率对电压互感器的影响，可以实现电压互感器运行工况的全面检验，保证最后得出的运行工况检验结果准确、全面、可靠性高，可以准确掌握电能电压互感器运行工况的动态安全稳定性，进而保证各主要电压互感器安全、稳定、准确运行，能够对事故处理信息进行动态跟踪及分析，从而对严重故障进行动态控制。

具体实施方式

本发明所述的电压互感器的运行工况检验方法，包括以下步骤：

A、收集电压互感器的基础信息数据以及现场运行数据；电压互感器的基础信息数据可以通过现有的计量生产调度平台(MDS)获得，计量生产调度平台(MDS)汇集了电压互感器供货的所有基础信息，在收集电压互感器的基础信息数据时，只需调用计量生产调度平台存储的相关数据即可；电压互感器的现场运行数据可以通过现有的用电信息采集系统获取，用电信息采集系统可实现电压互感器的计量电量、运行工况和事件记录等各类数据的采集监测，其中，在线监测与智能诊断模块可通过对采集数据、事件的比对分析和数据挖掘，对电能表的运行情况进行诊断和分析，及时发现电量、负荷等异常情况，在收集电压互感器的现场运行数据时，只需调用用电信息采集系统采集的相关数据即可；

B、对数据进行分类，将数据分为以下两类：电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据；

C、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据计算电压互感器运行工况值R_U；通过预设的电压互感器运行工况值与运行状态的对应关系，确定电压互感器的实际运行工况值所对应的实际运行状态。

电压互感器运行工况值与运行状态的对应关系如下表所示：

该电压互感器的运行工况检验方法通过收集电压互感器的基础信息数据以及现场运行数据，对收集的数据进行分类并计算电压互感器运行工况值R_U，通过预设的电压互感器运行工况值与运行状态的对应关系，确定电压互感器的实际运行工况值所对应的实际运行状态，该检验方法是通过对数据的分析得出电压互感器的运行状态，无需人工进行现场检验，效率高；其次，减少了人工的干预，不会出现由于人为原因导致原本正常运行的设备发生故障，设备故障隐患较低；再者，该检验方法考虑了二次负荷值、电压偏差百分值、环境温度、环境相对湿度、一次导体磁场、外电场、频率对电压互感器的影响，可以实现电压互感器运行工况的全面检验，保证最后得出的运行工况检验结果准确、全面、可靠性高，可以准确掌握电能电压互感器运行工况的动态安全稳定性，进而保证各主要电压互感器安全、稳定、准确运行，能够对事故处理信息进行动态跟踪及分析，从而对严重故障进行动态控制。

所述电压互感器运行工况值R_U采用如下公式计算得到：所述R_U＝ω_USE_SU+ω_UΔE_ΔU+ω_UTE_TU+ω_UHE_HU+ω_UME_MU+ω_UEE_EU+ω_UFE_FU，

且ω_US+ω_UΔ+ω_UT+ω_UH+ω_UM+ω_UE+ω_UF＝1；

$E_{SU}=\left\{\begin{array}{c}1-|S_U-S_{U0}|/S_{U0}\&times;100\%,0\&le;S_U<S_{U0}\\ 1,S_{U0}\&le;S_U\&le;S_{Un}\\ 1-|S_U-S_{Un}|/S_{Un}\&times;100\%,S_{Un}<S_U\&le;2S_{Un}\\ 0,S_U>2S_{Un}\end{array}\right.,$ 其中，S_U为在线监测得到电压互感器的二次负荷，S_Un为电流互感器的额定负荷，S_U0为电压互感器的二次负荷下限值，其下限值为2.5VA；

$E_{\mathrm{\&Delta;}U}=\left\{\begin{array}{cc}1,& 0\&le;\left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|<0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\\ 1-\left(\right|{\mathrm{\&Delta;U}}_U|-0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim })/0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\&times;100\%,& 0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\&le;\left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|\&le;{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\\ 0,& \left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|>{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\end{array}\right.,$ 其中，ΔU_U为在线监测得到的电压互感器的电压偏差百分值，ΔU_Ulim为电压互感器的电压偏差限值，其电压偏差限制为±0.5％；

其中，T_U为电压互感器所处的环境温度值，T_Un为电压互感器要求的额定环境温度值，C_TU1和C_TU2为温度引起变差的变化率系数；根据电力互感器JJG1021-2007检定标准，环境温度单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限值1/4，检定条件中温度范围为-25～55℃，在额定温度T_Un下引起的变差接近于0，而当温度远超出上限、下限范围时，其引起的变化接近于基本误差限值1/4，额定环境温度T_Un为25℃，C_TU1和C_TU2为温度引起变差的变化率系数，分别取C_TU1＝2、C_TU2＝3；

其中，H_U为电压互感器所处的环境湿度值，H_Un为电压互感器要求的额定环境湿度，C_HU为湿度引起变差的变化率；根据电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定环境相对湿度不大于95％，环境湿度单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限值1/8，当环境湿度小于额定湿度H_Un时相应的变差接近于0，额定环境湿度H_Un为65％，湿度引起变差的变化率C_HU为5％；

其中，M_U为临近一次导体磁场强度，其磁场强度限值为100μT，M_Un为额定磁场强度，C_MU为磁场强度引起变差的变化率系数；电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定，对于电压互感器一次导体磁场单独作用引起的变差限值，不超过基本误差限值的1/10；当临近一次导体磁场强度小于额定磁场强度时相应的变差接近于0，额定磁场强度M_U为50μT，磁场强度引起变差的变化率系数C_MU为10；

其中，E_U为在线监测得到电压互感器的外电场强度，其电场强度限制为10kV/m，E_Un为额定电场强度，C_E为电场强度引起变差的变化率系数；电力互感器JJG1021-2007检定标准中规定，外电场的作用对电容式电压互感器误差影响更加突出，其不能超过基本误差限值的1/4，额定电场强度E_Un为5kV/m，电场强度引起变差的变化率系数C_E为1；

其中，F_U为在线监测得到电压互感器的频率，F_Un为额定频率，C_F1和C_F1为频率引起变差的变化率系数；根据电力互感器JJG1021-2007检定标准，频率单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限值1/6，检定条件中频率范围为-49.5～50.5Hz，在规定频率范围为-49.5～50.5Hz内的变差接近于0，当频率远超出上限、下限时，其引起的变化接近于基本限值1/6，额定频率F_Un为50Hz，频率引起变差的变化率系数C_F1＝0.02、C_F2＝4。

利用上述方法计算出的电压互感器运行工况值R_U准确、全面、可靠性高，可以准确掌握电压互感器的运行工况动态安全稳定性，进而保证电压互感器安全、稳定、准确运行，能够对电压互感器事故处理信息进行动态跟踪及分析，从而对电压互感器严重故障进行动态控制。

在上述实施方式中，所述权值ω_US、ω_UΔ、ω_UT、ω_UH、ω_UM、ω_UE、ω_UF可以采用经典层次分析法得出，但是，这种方法不易构造出满足一致性要求的判别阵，因此，本发明提供了一种简单有效的方法来确定权值ω_US、ω_UΔ、ω_UT、ω_UH、ω_UM、ω_UE、ω_UF，该方法包括以下步骤：

g1、确定序关系：在{E_SU、E_ΔU、E_TU、E_HU、E_MU、E_EU、E_FU}中选出比重最大的一个类型记为G₁ ^*；然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G₂ ^*；在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G₃ ^*，在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G₄ ^*，在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G₅ ^*，在余下的二个类型中选出比重最大的一个类型记为G₆ ^*，最后剩下的类型记为G₇ ^*，其序关系为G₁ ^*＞G₂ ^*＞G₃ ^*＞G₄ ^*＞G₅ ^*＞G₆ ^*＞G₇ ^*，其中G₁ ^*＞G₂ ^*表示类型G₁ ^*的比重要大于或不小于G₂ ^*，由此来确定E_SU、E_ΔU、E_TU、E_HU、E_MU、E_EU、E_FU的序关系；

g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型G_k-1与G_k之间的比重大小之比G_k-1/G_k＝η_k，k＝7、6、5、4，3，2，根据G_k-1与G_k的比重大小，η_k的取值范围为1.0-1.8；η_k判断的取值规则如下所述：

g3、比例系数计算：将g2步骤得出η_k值带入如下公式：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_m={(1+\underset{k=2}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{i=k}{\overset{m}{\&Pi;}}{\mathrm{\&eta;}}_i)}^{-1}\\ {\mathrm{\&omega;}}_{k-1}={\mathrm{\&eta;}}_k{\mathrm{\&omega;}}_k,k=m,m-1,\mathrm{...},2\end{array}\right.$ 其中，m＝7

即可计算出G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇的权值向量ω＝[ω₁,ω₂,ω₃,ω₄,ω₅,ω₆,ω₇]，ω₁,ω₂,ω₃,ω₄,ω₅,ω₆,ω₇对应G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇的权值，根据确定的序关系便可以对应得出ω_US、ω_UΔ、ω_UT、ω_UH、ω_UM、ω_UE、ω_UF的值。

利用上述方法得出的权值更符合实际情况中电压互感器的二次负荷值、电压偏差百分值、环境温度、环境相对湿度、一次导体磁场、外电场、频率所占的比重，可以使得最后得出电压互感器的运行工况状态值与实际的运行工况状态更加相符，其匹配度和准确性较高。

Claims (3)

1.一种电压互感器的运行工况检验方法，其特征在于包括以下步骤：

A、收集电压互感器的基础信息数据以及现场运行数据；

B、对数据进行分类，将数据分为以下两类：电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据；

C、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据计算电压互感器运行工况值R_U；通过预设的电压互感器运行工况值与运行状态的对应关系，确定电压互感器的实际运行工况值所对应的实际运行状态。

2.如权利要求1所述的电压互感器的运行工况检验方法，其特征在于：所述电压互感器运行工况值R_U采用如下公式计算得到：

所述R_U＝ω_USE_SU+ω_UΔE_ΔU+ω_UTE_TU+ω_UHE_HU+ω_UME_MU+ω_UEE_EU+ω_UFE_FU，

且ω_US+ω_UΔ+ω_UT+ω_UH+ω_UM+ω_UE+ω_UF＝1；

$E_{SU}=\left\{\begin{array}{c}1-|S_U-S_{U0}|/S_{U0}\&times;100\%,0\&le;S_U<S_{U0}\\ 1,S_{U0}\&le;S_U\&le;S_{Un}\\ 1-|S_U-S_{Un}|/S_{Un}\&times;100\%,S_{Un}<S_U\&le;2S_{Un}\\ 0,S_U>2S_{Un}\end{array}\right.,$ 其中，S_U为在线监测得到电压互感器的二次负荷，S_Un为电流互感器的额定负荷，S_U0为电压互感器的二次负荷下限值；

$E_{\mathrm{\&Delta;}U}=\left\{\begin{array}{cc}1,& 0\&le;\left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|<0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\\ 1-\left(\right|{\mathrm{\&Delta;U}}_U|-0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim })/0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\&times;100\%,& 0.5{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\&le;\left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|\&le;{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\\ 0,& \left|{\mathrm{\&Delta;U}}_U\right|>{\mathrm{\&Delta;U}}_{U\lim }\end{array}\right.,$ 其中，ΔU_U为在线监测得到的电压互感器的电压偏差百分值，ΔU_Ulim为电压互感器的电压偏差限值；

其中，T_U为电压互感器所处的环境温度值，T_Un为电压互感器要求的额定环境温度值，C_TU1和C_TU2为温度引起变差的变化率系数；

其中，H_U为电压互感器所处的环境湿度值，H_Un为电压互感器要求的额定环境湿度，C_HU为湿度引起变差的变化率；

其中，M_U为临近一次导体磁场强度，M_Un为额定磁场强度，C_MU为磁场强度引起变差的变化率系数；

其中，E_U为在线监测得到电压互感器的外电场强度，E_Un为额定电场强度，C_E为电场强度引起变差的变化率系数；

其中，F_U为在线监测得到电压互感器的频率，F_Un为额定频率，C_F1和C_F1为频率引起变差的变化率系数。

3.如权利要求2所述的电压互感器的运行工况检验方法，其特征在于：所述权值ω_US、ω_UΔ、ω_UT、ω_UH、ω_UM、ω_UE、ω_UF采用如下方法确定，该方法包括以下步骤：

g1、确定序关系：在{E_SU、E_ΔU、E_TU、E_HU、E_MU、E_EU、E_FU}中选出比重最大的一个类型记为G₁ ^*；然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G₂ ^*；在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G₃ ^*，在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G₄ ^*，在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G₅ ^*，在余下的二个类型中选出比重最大的一个类型记为G₆ ^*，最后剩下的类型记为G₇ ^*，其序关系为G₁ ^*＞G₂ ^*＞G₃ ^*＞G₄ ^*＞G₅ ^*＞G₆ ^*＞G₇ ^*，其中G₁ ^*＞G₂ ^*表示类型G₁ ^*的比重要大于或不小于G₂ ^*，由此来确定E_SU、E_ΔU、E_TU、E_HU、E_MU、E_EU、E_FU的序关系；

g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型G_k-1与G_k之间的比重大小之比G_k-1/G_k＝η_k，k＝7、6、5、4，3，2，根据G_k-1与G_k的比重大小，η_k的取值范围为1.0-1.8；

g3、比例系数计算：将g2步骤得出η_k值带入如下公式：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_m={(1+\underset{k=2}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{i=k}{\overset{m}{\&Pi;}}{\mathrm{\&eta;}}_i)}^{-1}\\ {\mathrm{\&omega;}}_{k-1}={\mathrm{\&eta;}}_k{\mathrm{\&omega;}}_k,k=m,m-1,...,2\end{array}\right.$ 其中，m＝7

即可计算出G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇的权值向量ω＝[ω₁,ω₂,ω₃,ω₄,ω₅,ω₆,ω₇]，ω₁,ω₂,ω₃,ω₄,ω₅,ω₆,ω₇对应G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇的权值，根据确定的序关系便可以对应得出ω_US、ω_UΔ、ω_UT、ω_UH、ω_UM、ω_UE、ω_UF的值。