CN107957539B - 一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法及装置，目的在于，能够在带电情况下准确及快速地检测电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，实现潜伏性故障检测，利用电磁式电压互感器开口三角绕组短路时产生的零序电压变动情况检测一次绕组尾端绝缘状态，在电磁式电压互感器的开口三角绕组两端连接短接开关，在电磁式电压互感器的测量或计量绕组连接波形采集模块，控制短接开关闭合若干时间后关断，同时波形采集模块采集测量或计量绕组的三相电压波形并合成零序电压波形，依据短接开关闭合时的零序电压大小及短接开关断开后零序电压的波动情况判断电磁式电压互感器接消谐器的一次绕组尾端绝缘状态。
Description
技术领域
本申请具体涉及一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法及装置，适用于电磁式电压互感器加装一次消谐器后尾端绝缘状态的带电检测及在线监测的技术领域。
背景技术
分级绝缘用电磁式电压互感器为防止铁磁谐振，在一次绕组尾端加装了碳化硅消谐器，加装碳化硅消谐器后，在单相接地时、单相接地情况下、接地恢复、雷击及操作情况下，碳化硅消谐器上将会出现电压，导致电磁式电压互感器一次绕组尾端电压抬高。
因不接地系统使用一次碳化硅消谐器防护电磁式电压互感器铁磁谐振较为普遍，据统计，加装一次消谐器后电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘损坏导致的互感器爆炸及电网事故占据绝大部分。
然而，电磁式电压互感器一次绕组尾端与二次绕组尾端或铁芯短路后，因消谐器为大电阻，一次绕组尾端与二次绕组或铁芯及接地点不构成回路，隐藏了电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘问题。因此，如能带电或在线检测电磁式电压互感器尾端绝缘状态，进行有计划更换，将能极大地减少互感器爆炸及由互感器爆炸带来的电网事故。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本申请提出了一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法及装置，能够在带电情况下准确及快速地检测电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，实现潜伏性故障检测，将减少互感器爆炸及由互感器爆炸带来的电网事故。
为了实现以上目的，本申请所采用的技术方案为：
一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，包括以下步骤：
首先在电磁式电压互感器的开口三角绕组两端连接短接开关，在电磁式电压互感器的测量或计量绕组连接波形采集模块；
然后控制短接开关闭合若干时间后关断，同时波形采集模块采集测量或计量绕组的三相电压波形并合成零序电压波形；
最后根据波形采集模块得到的零序电压波形，分析短接开关闭合时的零序电压大小以及短接开关关断后的零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器设有消谐器的一次绕组尾端的绝缘状态。
所述方法中采用控制模块控制短接开关的闭合、关断和闭合时间，以及控制波形采集模块的启动和关闭。
所述方法中控制短接开关的闭合时间为40ms～200ms。
所述方法中波形采集模块将采集的测量或计量绕组的三相电压波形并合成零序电压波形后，反馈给判断模块，判断模块根据波形采集模块采集的零序电压波形，分析短接开关闭合时的零序电压大小和短接开关关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态。
所述方法中若短接开关闭合时的零序电压小于等于电磁式电压互感器正常工作时的零序电压的10％时，则电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态良好；否则绝缘状态异常。
所述方法中若短接开关闭合后关断的零序电压波形中，零序电压相邻两个极值的电压相对变化量大于10％时，则电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态异常；否则绝缘状态良好。
所述零序电压相邻两个极值的电压相对变化量计算公式如下：
其中，ΔU为短接开关短接时间T后零序电压相邻两个极值的电压相对变化量；U1T为短接时间T后的第一个极值电压；U2T为短接时间T后的第二个极值电压；Uφ为正常运行时零序电压。
一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测装置，包括与电磁式电压互感器的开口三角绕组两端连接的短接开关，以及与电磁式电压互感器的测量或计量绕组连接的波形采集模块，波形采集模块用于采集测量或计量绕组的三相电压波形并合成零序电压波形，电磁式电压互感器的一次绕组尾端设置消谐器，所述短接开关和波形采集模块连接至控制模块，所述波形采集模块的输出端连接有判断模块，判断模块根据波形采集模块采集的零序电压波形，分析短接开关闭合时的零序电压大小和短接开关关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，所述控制模块和判断模块连接电源模块。
所述电源模块为电池或交流220V电源。
与现有技术相比，本申请利用电磁式电压互感器开口三角绕组短路时产生的零序电压变动情况检测一次绕组尾端绝缘状态，在电磁式电压互感器的开口三角绕组两端连接短接开关，在电磁式电压互感器的测量或计量绕组连接波形采集模块，控制短接开关闭合若干时间后关断，同时波形采集模块采集测量或计量绕组的三相电压波形并合成零序电压波形，依据短接开关闭合时的零序电压大小及短接开关断开后零序电压的波动情况判断电磁式电压互感器接消谐器的一次绕组尾端绝缘状态，通过本申请能够在带电情况下准确及快速地检测电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，实现潜伏性故障检测，有计划地更换互感器，不至于使事故扩大，具有检测回路简单、检测信号强及准确度高等特点，适用于电磁式电压互感器加装一次消谐器后尾端绝缘的潜伏性故障检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请检测装置的电气原理图；
图2为本申请检测方法流程图；
其中，1-电磁式电压互感器、2-开口三角绕组、3-测量或计量绕组、4-短接开关、5-控制模块、6-波形采集模块、7-判断模块、8-电源模块、9-消谐器。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本申请作进一步的解释说明。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1，本申请的检测装置包括与电磁式电压互感器1的开口三角绕组2两端连接的短接开关4，以及与电磁式电压互感器1的测量或计量绕组3连接的波形采集模块6，波形采集模块6用于采集测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形，电磁式电压互感器1的一次绕组尾端设置消谐器9，所述短接开关4和波形采集模块6连接至控制模块5，所述波形采集模块6的输出端连接有判断模块7，判断模块7根据波形采集模块6采集的零序电压波形，分析短接开关4闭合时的零序电压大小和短接开关4关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，控制模块5和判断模块7连接电源模块8。电源模块8为电池或交流220V电源。电磁式电压互感器1连接三相高压电。消谐器9是保护电压互感器一次侧的阻尼器件，用来消谐电网中的谐振，其本质是一种高容量非线性电阻器，起阻尼与限流的作用，可以起到良好的限制电压互感器铁磁谐振的效果。如果6～35kV电网中性点不接地，母线上接线的一次绕组成为该电网对地唯一金属性通道。电网对地电容通过一次绕组有一个充放电的过渡过程，试验测得此时常常有最高幅值达数安培的工频半波涌流通过一次绕组，此电流有可能将一次绕组高压熔丝熔断，而安装了消谐器后，这种涌流将得到有效抑制，高压熔丝不再因为这种涌流而熔断。
控制模块5和判断模块7可采用可编程的PLC控制器或者单片机，控制模块5控制短接开关4的闭合、关断和闭合时间，以及控制波形采集模块6的启动和关闭；波形采集模块6将采集的测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形后，反馈给判断模块7，判断模块7根据波形采集模块6采集的零序电压波形，分析短接开关4闭合时的零序电压大小和短接开关4关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态。波形采集模块6可采用示波器，也可以采用其他能够获取三相电压波形并合成零序电压波形的仪器或设备。短接开关4可采用电磁式控制开关，控制端连接至控制模块5。
本申请用于检测电磁式电压互感器一次绕组尾端加装消谐器后尾端绝缘状态的检测，装置包括短接开关4、控制模块5、波形采集模块6、判断模块7和电源模块8，电源模块8为装置供电，可为电池或交流220V电源。短接开关4的两端串联连接至电磁式电压互感器的开口三角回路两端，用于短接开口三角回路；控制模块5电连接短接开关4，用于控制短接开关4的闭合、断开和闭合时间，以及启动或关闭波形采集模块6。波形采集模块6采集电磁式电压互感测量或计量绕组的三相电压，并将其合成零序电压。判断模块7是依据波形采集模块得到的零序电压波形，通过分析短接开关4闭合时的零序电压大小及短接开关断开后零序电压的波动情况从而判断电磁式电压互感器接消谐器的一次绕组尾端绝缘状态。
本申请的检测方法包括以下步骤：
首先在电磁式电压互感器1的开口三角绕组2两端连接短接开关4，在电磁式电压互感器1的测量或计量绕组3连接波形采集模块6；
然后控制短接开关4闭合若干时间后关断，同时波形采集模块6采集测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形；
最后根据波形采集模块6得到的零序电压波形，分析短接开关4闭合时的零序电压大小以及短接开关4关断后的零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器1设有消谐器9的一次绕组尾端的绝缘状态。
下面以具体的实施例阐述本申请的具体检测方法。
实施例1：
参见图2，首先按照图1连接检测装置，短接开关4与电磁式电压互感器1的开口三角绕组2两端连接，波形采集模块6与电磁式电压互感器1的测量或计量绕组3连接，波形采集模块6用于采集测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形，电磁式电压互感器1的一次绕组尾端设置消谐器9，短接开关4和波形采集模块6连接至控制模块5，波形采集模块6的输出端连接有判断模块7，判断模块7根据波形采集模块6采集的零序电压波形，分析短接开关4闭合时的零序电压大小和短接开关4关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，所述控制模块5和判断模块7连接电源模块8；
然后采用控制模块5控制短接开关4的闭合，设置闭合时间为40ms～200ms，同时控制波形采集模块6的启动，采集测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形；
最后波形采集模块6将采集的测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形后，反馈给判断模块7，判断模块7根据波形采集模块6采集的零序电压波形，分析短接开关4闭合时的零序电压大小和短接开关4关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态；判断模块7判断短接开关4闭合时的零序电压小于等于电磁式电压互感器正常工作时的零序电压的10％时，则电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态良好；否则绝缘状态异常。
实施例2：
参见图2，首先按照图1连接检测装置，短接开关4与电磁式电压互感器1的开口三角绕组2两端连接，波形采集模块6与电磁式电压互感器1的测量或计量绕组3连接，波形采集模块6用于采集测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形，电磁式电压互感器1的一次绕组尾端设置消谐器9，短接开关4和波形采集模块6连接至控制模块5，波形采集模块6的输出端连接有判断模块7，判断模块7根据波形采集模块6采集的零序电压波形，分析短接开关4闭合时的零序电压大小和短接开关4关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，所述控制模块5和判断模块7连接电源模块8；
然后采用控制模块5控制短接开关4的闭合，设置闭合时间为40ms～200ms，同时控制波形采集模块6的启动，采集测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形；
最后波形采集模块6将采集的测量或计量绕组3的三相电压波形并合成零序电压波形后，反馈给判断模块7，判断模块7根据波形采集模块6采集的零序电压波形，分析短接开关4闭合时的零序电压大小和短接开关4关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态；判断模块7判断短接开关4闭合后关断的零序电压波形中，零序电压相邻两个极值的电压相对变化量大于10％时，则电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态异常；否则绝缘状态良好；
零序电压相邻两个极值之差，以正常运行时零序电压百分数表示，计算式如下：
其中，ΔU为短接开关4短接时间T后零序电压相邻两个极值的电压相对变化量；
U1T为短接时间T后的第一个极值电压；
U2T为短接时间T后的第二个极值电压；
Uφ为正常运行时零序电压。
本申请通过在开口三角绕组两端接入可控的短接开关，测量三角绕组短接前、短接时间内及短接后的三相电压，并合成零序电压，通过分析短接开关合上时的零序电压大小及短接开关断开后零序电压的波动情况从而判断电磁式电压互感器接消谐器的一次绕组尾端绝缘状态，具有检测回路简单、检测信号强及准确度高等特点，适用于电磁式电压互感器加装一次消谐器后尾端绝缘的潜伏性故障检测。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先在电磁式电压互感器(1)的开口三角绕组(2)两端连接短接开关(4)，在电磁式电压互感器(1)的测量或计量绕组(3)连接波形采集模块(6)；
然后控制短接开关(4)闭合若干时间后关断，同时波形采集模块(6)采集测量或计量绕组(3)的三相电压波形并合成零序电压波形；
最后根据波形采集模块(6)得到的零序电压波形，分析短接开关(4)闭合时的零序电压大小以及短接开关(4)关断后的零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器(1)设有消谐器(9)的一次绕组尾端的绝缘状态。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，其特征在于，所述方法中采用控制模块(5)控制短接开关(4)的闭合、关断和闭合时间，以及控制波形采集模块(6)的启动和关闭。
3.根据权利要求1或2所述的一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，其特征在于，所述方法中控制短接开关(4)的闭合时间为40ms～200ms。
4.根据权利要求1所述的一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，其特征在于，所述方法中波形采集模块(6)将采集的测量或计量绕组(3)的三相电压波形并合成零序电压波形后，反馈给判断模块(7)，判断模块(7)根据波形采集模块(6)采集的零序电压波形，分析短接开关(4)闭合时的零序电压大小和短接开关(4)关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态。
5.根据权利要求1或4所述的一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，其特征在于，所述方法中若短接开关(4)闭合时的零序电压小于等于电磁式电压互感器正常工作时的零序电压的10％时，则电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态良好；否则绝缘状态异常。
6.根据权利要求1或4所述的一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，其特征在于，所述方法中若短接开关(4)闭合后关断的零序电压波形中，零序电压相邻两个极值的电压相对变化量大于10％时，则电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态异常；否则绝缘状态良好。
7.根据权利要求6所述的一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测方法，其特征在于，所述零序电压相邻两个极值的电压相对变化量计算公式如下：
其中，ΔU为短接开关(4)短接时间T后零序电压相邻两个极值的电压相对变化量；U1T为短接时间T后的第一个极值电压；U2T为短接时间T后的第二个极值电压；Uφ为正常运行时零序电压。
8.一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测装置，其特征在于，包括与电磁式电压互感器(1)的开口三角绕组(2)两端连接的短接开关(4)，以及与电磁式电压互感器(1)的测量或计量绕组(3)连接的波形采集模块(6)，波形采集模块(6)用于采集测量或计量绕组(3)的三相电压波形并合成零序电压波形，电磁式电压互感器(1)的一次绕组尾端设置消谐器(9)，所述短接开关(4)和波形采集模块(6)连接至控制模块(5)，所述波形采集模块(6)的输出端连接有判断模块(7)，判断模块(7)根据波形采集模块(6)采集的零序电压波形，分析短接开关(4)闭合时的零序电压大小和短接开关(4)关断后零序电压的波动情况，判断电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘状态，所述控制模块(5)和判断模块(7)连接电源模块(8)。
9.根据权利要求8所述的一种电磁式电压互感器一次绕组尾端绝缘检测装置，其特征在于，所述电源模块(8)为电池或交流220V电源。
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