CN110261809A - 一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统及方法，包括：电场分析模块、温度分析模块、频率分析模块、二次负荷分析模块、电压信号分析模块和智能处理设备，根据获取的由电场产生的比值差影响量、由温度产生的附加误差、由频率产生的附加误差、由二次负荷产生的附加误差和二次输出信号，计算电容式电压互感器的运行误差的偏差，以确定电容式电压互感器的运行状态。本发明能够对处于运行状态的电容式电压互感器进行误差检测工作，实现了对电压互感器误差的在线检测；能够为全变电站内运行的电容式电压互感器是否超过误差限值提供准确判断，为线损分析提供数据支撑；找到了电压互感器周检工作的替代手段，具备广阔的推广空间。

Description

一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统及方法

技术领域

本发明涉及电网运维技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统及方法。

背景技术

近年来我国电力行业得到迅速发展，电力系统电压等级不断提高，发电量、用电量剧增。同时随着电力体制改革特别是发电、输电的分离，电能计量的准确性和公正性引起了社会的高度关注。电压互感器作为关口电能计量装置的重要组成部分，为保证其可靠投运，根据《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，电压互感器在现场安装完毕后需要进行交接试验，其中现场误差交接试验是交接试验中非常重要的组成部分。

在实际工程中，电压互感器的误差测量通常是将标准装置运至现场，在离线状态下对安装前的电压互感器进行误差检测，并没有在运行状态下开展过误差检测。在我国110kV以上电压等级电网中，使用的电压互感器大部分为电容式电压互感器(CVT)，这是因为CVT在绝缘性能方面具有优势，此外，CVT的造价也远低于电磁式电压互感器，因此得到广泛应用。然而，CVT的电容器是敞开式结构，其分压比容易受到环境影响，导致离线误差与在运误差存在较大差异。对一台110kV CVT进行离线状态下误差检测，其比值差为0.022％，通过在测试回路中接入标准器得到其运行比值差为0.036％，比值差变化63.6％。

因此，如何准确地测量处于运行状态的CVT的误差，以确定运行状态是急需解决的问题。

发明内容

本发明提出一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统及方法，以解决如何准确地确定电容式电压互感器的运行状态的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统，所述系统包括：

电场分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据电容式电压互感器的本体参数基于有限元分析法进行仿真计算，以获取由电场产生的比值差影响量；

温度分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据电容式电压互感器的运行环境温度和该电容式电压互感器的本体参数，获取由温度产生的附加误差；

频率分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据变电站电源的实时频率和电容式电压互感器的本体参数，获取由频率产生的附加误差；

二次负荷分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据电容式电压互感器的二次负荷测量结果和该电容式电压互感器的本体参数，获取由二次负荷产生的附加误差；

电压信号分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据获取的多台电容式电压互感器的二次输出信号，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第一相对误差；

智能处理设备，用于根据计算的每台电容式电压互感器的理论运行误差，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第二相对误差，并根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态；

其中，所述附加误差包括：比值差影响量和相位差影响量；所述第一相对误差和第二相对误差均包括：比值差对应的相对误差和相位差对应的相对误差。

优选地，其中所述电容式电压互感器的本体参数包括：处于运行状态的电容式电压互感器的高压电容、中压电容、低压电容、自身高度、电容芯子数量、电压等级、安装位置、周围的设备类型以及与该电容式电压互感器的间距。

优选地，其中每台电容式电压互感器的理论运行误差包括：比值差对应的理论运行误差和相位差对应的理论运行误差；

其中，将由电场产生的比值差影响量、由频率产生的比值差影响量、由温度产生的比值差影响量和由二次负荷产生的比值差影响量的和作为比值差对应的理论运行误差；

将由频率产生的相位差影响量、由温度产生的相位差影响量和由二次负荷产生的相位差影响量的和作为相位差对应的理论运行误差。

优选地，其中所述智能处理设备，根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态，包括：

分别计算两台电容式电压互感器的比值差之间的偏差和相位差之间的偏差；

根据比值差之间的偏差和相位差之间的偏差进行运行状态的判断；其中，若所述两台电容式电压互感器的的比值差之间的偏差小于第一预设阈值，并且相位差之间的偏差小于第二预设阈值，则确定两个电容式电压互感器均处于正常运行状态；反之，确定存在电容式电压互感器处于异常运行状态。

优选地，其中所述智能处理设备，还用于：

当确定两台电容式电压互感器中的一个处于异常运行状态时，引入第三台电容式电压互感器，两两之间进行偏差比较，以确定处于异常状态的电容式电压互感器。

优选地，其中所述智能处理设备，还用于：

分析每个电容式电压互感器的测量不确定度；以及

根据已获取的每个电容式电压互感器的运行数据对该电容式电压互感器的未来的运行状态进行分析和预判。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电容式电压互感器的本体参数基于有限元分析法进行仿真计算，以获取由电场产生的比值差影响量；

根据电容式电压互感器的运行环境温度和该电容式电压互感器的本体参数，获取由温度产生的附加误差；

根据变电站电源的实时频率和电容式电压互感器的本体参数，获取由频率产生的附加误差；

根据电容式电压互感器的二次负荷测量结果和该电容式电压互感器的本体参数，获取由二次负荷产生的附加误差；

根据获取的多台电容式电压互感器的二次输出信号，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第一相对误差；

根据计算的每台电容式电压互感器的理论运行误差，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第二相对误差，并根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态；

其中，所述附加误差包括：比值差影响量和相位差影响量；所述第一相对误差和第二相对误差均包括：比值差对应的相对误差和相位差对应的相对误差。

优选地，其中所述电容式电压互感器的本体参数包括：处于运行状态的电容式电压互感器的高压电容、中压电容、低压电容、自身高度、电容芯子数量、电压等级、安装位置、周围的设备类型以及与该电容式电压互感器的间距。

优选地，其中每台电容式电压互感器的理论运行误差包括：比值差对应的理论运行误差和相位差对应的理论运行误差；

其中，将由电场产生的比值差影响量、由频率产生的比值差影响量、由温度产生的比值差影响量和由二次负荷产生的比值差影响量的和作为比值差对应的理论运行误差；

将由频率产生的相位差影响量、由温度产生的相位差影响量和由二次负荷产生的相位差影响量的和作为相位差对应的理论运行误差。

优选地，其中所述根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态，包括：

分别计算两台电容式电压互感器的比值差之间的偏差和相位差之间的偏差；

根据比值差之间的偏差和相位差之间的偏差进行运行状态的判断；其中，若所述两台电容式电压互感器的的比值差之间的偏差小于第一预设阈值，并且相位差之间的偏差小于第二预设阈值，则确定两个电容式电压互感器均处于正常运行状态；反之，确定存在电容式电压互感器处于异常运行状态。

优选地，其中所述方法还包括：

当确定两台电容式电压互感器中的一个处于异常运行状态时，引入第三台电容式电压互感器，两两之间进行偏差比较，以确定处于异常状态的电容式电压互感器。

优选地，其中所述方法还包括：

分析每个电容式电压互感器的测量不确定度；以及

根据已获取的每个电容式电压互感器的运行数据对该电容式电压互感器的未来的运行状态进行分析和预判。

本发明提供了一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统及方法，包括：电场分析模块、温度分析模块、频率分析模块、二次负荷分析模块、电压信号分析模块和智能处理设备，根据获取的由电场产生的比值差影响量、由温度产生的附加误差、由频率产生的附加误差、由二次负荷产生的附加误差和二次输出信号，计算电容式电压互感器的运行误差的偏差，以确定电容式电压互感器的运行状态。本发明摒弃了目前依靠停电才能开展电压互感器误差检测的现状，能够对处于运行状态的电容式电压互感器进行误差检测工作，实现了对电压互感器误差的在线检测；能够为全变电站内运行的电容式电压互感器是否超过误差限值提供准确判断，为线损分析提供数据支撑；寻找到了电容式电压互感器的周检工作的替代手段，具备广阔的推广空间。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统100的结构示意图；

图2为根据本发明实施方式的确定运行状态的原理示意图；

图3为根据本发明实施方式的对电容式电压互感器的运行误差进行分析的平台层次图；以及

图4为根据本发明实施方式的用于确定电容式电压互感器的运行状态的方法400的流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统100的结构示意图。如图1所示，本发明的的实施方式提供的用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统摒弃了目前依靠停电才能开展电压互感器误差检测的现状，能够对处于运行状态的电容式电压互感器进行误差检测工作，实现了对电压互感器误差的在线检测；能够为全变电站内运行的电容式电压互感器是否超过误差限值提供准确判断，为线损分析提供数据支撑；寻找到了电容式电压互感器的周检工作的替代手段，具备广阔的推广空间。

本发明的实施方式提供的用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统100包括：电场分析模块101、温度分析模块102、频率分析模块103、二次负荷分析模块104、电压信号分析模块105和智能处理设备106。利用该系统确定运行状态的原理如图2所示。

优选地，所述电场分析模块101，与智能处理设备106相连接，用于根据电容式电压互感器的本体参数基于有限元分析法进行仿真计算，以获取由电场产生的比值差影响量。

优选地，其中所述电容式电压互感器的本体参数包括：处于运行状态的电容式电压互感器的高压电容、中压电容、低压电容、自身高度、电容芯子数量、电压等级、安装位置、周围的设备类型以及与该电容式电压互感器的间距。

CVT一次本体由电容分压器和电磁单元两部分组成，理想状态下其二次输出的准确度与电容分压器的分压比直接相关。电容分压器分压比可表示为其中，K为电容分压器分压比；C1为电容分压器高压电容量；C2为电容分压器低压电容量。在CVT测试试验和实际运行时，由于电容分压器的电容元件没有有效的屏蔽措施，对于周围环境处于开放状态，其高低压电容量受环境影响，产生附加的分布电容，造成分压比的漂移，从而影响CVT二次输出的准确度。

CVT产品在变电站现场安装完成后，其一次本体有变电支架支撑在数米高的空中，随着安装位置的提高，其分布参数也随之发生变化。在CVT误差交接测试中，如果标准互感器的高度较低，往往造成高压引线的角度小于90°。高压引线的角度不同会改变CVT的电容分压器有效分压比，如高压引线与电容分压器叠柱夹角由大变小，则引起对电容叠柱的杂散电容增大，引线对叠柱的杂散电流也将增大，C2流过的电流也增大，C2上的分压也提高，结果会造成比值差正向漂移，相位差向负漂移。变电站中CVT的安装位置及其周围设备运行产生的外电场均会影响CVT中电容器的分压比，导致CVT中间电压与设计值不同，最终反映为CVT误差出现变化。

因此，本发明将CVT自身参数、安装位置及周围设备情况输入至系统，并建立典型的电场仿真系统以对运行中周围电场大小对CVT误差影响进行量化仿真，获得外电场产生的附加误差值，并将该值传输给智能处理设备。

在本发明的实施方式中，对于每个电容式电压互感器，通过输入其高压电容、中压电容、低压电容、自身高度、电容芯子数量、电压等级、安装位置、周围设备类型及与其间距等本体参数，电场分析模块即可通过内置的仿真计算软件，结合上述本体参数分析计算运行中周围环境参数的外电场对该CVT的误差产生的比值差影响量，并将该比值差影响量传递给智能处理设备。

优选地，所述温度分析模块102，与智能处理设备106相连接，用于根据电容式电压互感器的运行环境温度和该电容式电压互感器的本体参数，获取由温度产生的附加误差。

温度变化将引起电容高压电容和低压电容的电容量发生变化，可造成两种误差而影响准确度。一是由于容抗改变，引起CVT剩余电抗的变化从而产生剩余电抗造成误差；二是C1和C2由温度可产生分压比误差。一般油纸介质，在温度为(-60～60)℃时，电容量变化呈线性特性，此时有C＝C_d(1+αΔτ)。温度对误差的影响为：

其中，Cd为基准温度时的电容值；α为电容温度系数；Δτ为温度变化值。

在本发明的实施方式中，利用安装在户外的温度传感器获取电容式电压互感器的运行环境温度，并利用通讯模块传递到温度分析模块；温度分析模块则根据接收的运行环境温度和CVT的本体参数依照上述公式进行分析计算，以获取由温度产生的附加误差，并将该附加误差传递给智能处理设备。

需要说明的是，由温度、频率和二次负荷对电容式电压互感器的附加误差均包括：比值差影响量和相位差影响量。

优选地，所述频率分析模块103，与智能处理设备106相连接，用于根据变电站电源的实时频率和电容式电压互感器的本体参数，获取由频率产生的附加误差。

当电网频率发生变化时，CVT的容抗与感抗将从相反的方向发生变化，从而产生附加误差。比值差误差和相位误差的计算方法如下公式所示：

其中，ω_n为电网额定角频率；ω为电网实际角频率；P为有功功率，单位为KW；Q为无功功率；U'为额定中压电压，单位为kV；C为等值电容。上述公式可以看出，当实际角频率大于额定角频率时比值差和相位差全部增大，实际角频率小于额定角频率时情况相反，即出ω增大，f和δ增大；ω减小，f和δ减小。因此，在CVT现场误差测试时应注意记录电源工作频率，当频率偏移变化引起测量结果判定时，测量结果应考虑修正。

因此，在本发明的实施方式中，频率分析模块根据采集的该变电站电源实时频率和电容式电压互感器的本体参数，利用建立的数学模型直接获取由频率产生的附加误差，并发送至智能处理设备。

优选地，所述二次负荷分析模块104，与智能处理设备106相连接，用于根据电容式电压互感器的二次负荷测量结果和该电容式电压互感器的本体参数，获取由二次负荷产生的附加误差。

CVT的误差会根据其二次负荷的变化而变化，因此，本发明的实施方式考虑由二次负荷引入的误差。在本发明的实施方式中，建立被检CVT二次负荷与对应误差数据库，以离线试验数据为准绘制出负荷-误差曲线。在进行CVT在线误差测量时，通过二次负荷测试仪对被检CVT进行二次负荷测量，并根据负荷-误差曲线采用差值法将实际负荷下测量得到的CVT误差修正到满载运行情况下该CVT的实际误差值，以该计算值作为最终的测试结果参与分析。二次负荷分析模块完成以上分析后，将计算得到的二次负荷产生的附加误差传输给智能处理设备。

优选地，所述电压信号分析模块105，与智能处理设备106相连接，用于根据获取的多台电容式电压互感器的二次输出信号，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第一相对误差。

在本发明的实施方式中，利用电压信号分析模块采集电压互感器的二次输出模拟信号，之后经过高精度电压传感器将大电压信号转化为小电压信号，依托差值法分析多台运行中电压互感器两两之间运行误差的第一相对误差，并将该误差传递给智能处理设备。

本发明实施方式中的电压信号分析模块内部包含过流保护、电压隔离保护等保护技术，保证了本平台在运行过程中不会对其他设备产生影响；同时，内部具备自保护设计，当变电站出现故障时，平台会自动切除电压信号采集，保护兴通的安全性。

优选地，所述智能处理设备106，用于根据计算的每台电容式电压互感器的理论运行误差，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第二相对误差，并根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态；

其中，所述附加误差包括：比值差影响量和相位差影响量；所述第一相对误差和第二相对误差均包括：比值差对应的相对误差和相位差对应的相对误差。

优选地，其中每台电容式电压互感器的理论运行误差包括：比值差对应的理论运行误差和相位差对应的理论运行误差；

其中，将由电场产生的比值差影响量、由频率产生的比值差影响量、由温度产生的比值差影响量和由二次负荷产生的比值差影响量的和作为比值差对应的理论运行误差；

将由频率产生的相位差影响量、由温度产生的相位差影响量和由二次负荷产生的相位差影响量的和作为相位差对应的理论运行误差。

例如，对于一个电容式电压互感器，若由电场产生的比值差影响量为f1，由频率产生的比值差影响量为f2，由温度产生的比值差影响量为f3,由二次负荷产生的比值差影响量为f4，则比值差对应的理论运行误差为f＝f1+f2+f3+f4。

若由频率产生的相位差影响量为δ1，由温度产生的相位差影响量δ2，由二次负荷产生的相位差影响量为δ3，则相位差对应的理论运行误差δ＝δ1+δ2+δ3。

优选地，其中所述智能处理设备，根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态，包括：

分别计算两台电容式电压互感器的比值差之间的偏差和相位差之间的偏差；

根据比值差之间的偏差和相位差之间的偏差进行运行状态的判断；其中，若所述两台电容式电压互感器的的比值差之间的偏差小于第一预设阈值，并且相位差之间的偏差小于第二预设阈值，则确定两个电容式电压互感器均处于正常运行状态；反之，确定存在电容式电压互感器处于异常运行状态。

优选地，其中所述智能处理设备，还用于：

当确定两台电容式电压互感器中的一个处于异常运行状态时，引入第三台电容式电压互感器，两两之间进行偏差比较，以确定处于异常状态的电容式电压互感器。

在本发明的实施方式中，设置第一预设阈值为0.05％，设置第二预设阈值为2ˊ。对于任意两个电容式电压互感器，通过电压信号分析模块，获得第一相对误差。智能处理设备根据CVT的离线数据和获得的每台CVT的附加误差得到第二相对误差。通过计算两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态。具体地，如果此时比对结果之间的偏差在万分位，即比值差之间的偏差在0.05％以内，相位差之间的偏差在2ˊ以内，则认为本次计算得到的结果表明CVT正常运行中，得到结果为有效值。如果偏差超过该限制，则认为存在CVT处于超差现象，可能存在电容单元击穿等事故。

当确定存在电容式电压互感器处于异常运行状态时，分别在其自己的离线数据上叠加电场、频率、温度和二次负荷引入的附加误差，若得到两者之间的偏差较小，但直接测量结果表明偏差大于理论计算偏差，则可以其中一台出现异常。此时，由于无法确定哪台出现异常，因此需要再增加一台CVT采用同样的方式进行比较。当三台CVT两两比较时，若发现其中一台CVT与剩下两台CVT的偏差都明显大于理论计算值，则可以确定该台CVT出现异常的概率极高。在本发明中，对于仅有两台CVT的线路而言，确定异常CVT的概率为40％，当被检CVT台数增加时，准确率也会增加。

优选地，其中所述智能处理设备，还用于：分析每个电容式电压互感器的测量不确定度；以及根据已获取的每个电容式电压互感器的运行数据对该电容式电压互感器的未来的运行状态进行分析和预判。

在本发明的实施方式中，智能处理设备除了能够计算出电压互感器的比值差和相位差，还可以计算出本次误差计算结果的不确定度分析；可以显示CVT运行误差数据，可以把数据在时间轴，或者其他单一参量上进行误差趋势的描绘，以告诉使用者，CVT的变化与某一量之间的关系曲线，用于对该设备将来运行的评估。智能处理设备还可以根据获取的数据形成数据曲线。例如，时间轴上的误差变化曲线，由于CVT发生超差的过程是不可逆的，所以当CVT在时间轴上的误差点逐步逼近限值时，我们可以预判断该CVT再继续运行下去，存在较大的超差风险，建议立即更换。对于不确定度，为每次开展误差测量时必要要给出的一个与结果相对应的参量，能够告诉使用者，本次测量计算的数据存在的不确范围大小。例如计算结果比值差是0.12％，不确定度为0.05％，则该次的计算结果在(0.12％±0.05％)范围内。

图3为根据本发明实施方式的对电容式电压互感器的运行误差进行分析的平台层次图。如图3所示，在本发明的实施方式中，对电容式电压互感器运行误差进行分析的参量包含实际二次负荷、电网频率、环境温度、外电场等，结合离线数据、CVT本身参数等参量，计算运行过程中CVT产生的多维度附加误差，包括：由温度产生的附加误差、由频率产生的附加误差、由外电场产生的附加误差和由二次负荷产生的误差，之后将各分量产生的附加误差量传输给智能处理设备，处理后可获知准确的运行中CVT真实误差值。各个分析模块分别与智能处理设备相连接，电压信号分析模块根据CVT离线数据和在线数据进行分析，电场分析模块根据CVT的本体参数进行分析，温度模块根据CVT的运行环境温度和CVT本体参数进行分析，频率分析模块根据CVT运行实时频率和CVT本体参数进行分析，二次负荷分析模块根据CVT运行的实际二次负荷和CVT本体参数进行分析，智能处理设备根据各模块的分析结果确定运行误差，并显示输出。具体地，智能处理设备进行CVT测量结果的不准确度分析和CVT运行的变化趋势分析，并将分析结果和运行误差数据在显示单元进行显示。

在本发明的实施方式中，还可以根据测试数据建立电容式电压互感器运行误差综合性能分析平台数据库，且数据库可以被读取，便于查找相同运行环境、运行典型变电站内电容式电压互感器的误差历史数据。另外，采用相同的技术手段亦可对CVT的测量绕组、保护绕组开展运行性能分析。

图4为根据本发明实施方式的用于确定电容式电压互感器的运行状态的方法400的流程图。如图4所示，本发明的实施方式提供的用于确定电容式电压互感器的运行状态的方法400从步骤401处开始，在步骤401根据电容式电压互感器的本体参数基于有限元分析法进行仿真计算，以获取由电场产生的比值差影响量。

优选地，其中所述电容式电压互感器的本体参数包括：处于运行状态的电容式电压互感器的高压电容、中压电容、低压电容、自身高度、电容芯子数量、电压等级、安装位置、周围的设备类型以及与该电容式电压互感器的间距。

在步骤402，根据电容式电压互感器的运行环境温度和该电容式电压互感器的本体参数，获取由温度产生的附加误差。其中，所述附加误差包括：比值差影响量和相位差影响量。

在步骤403，根据变电站电源的实时频率和电容式电压互感器的本体参数，获取由频率产生的附加误差。

在步骤404，根据电容式电压互感器的二次负荷测量结果和该电容式电压互感器的本体参数，获取由二次负荷产生的附加误差。

在步骤405，根据获取的多台电容式电压互感器的二次输出信号，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第一相对误差。

在步骤406，根据计算的每台电容式电压互感器的理论运行误差，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第二相对误差，并根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态；其中，所述第一相对误差和第二相对误差均包括：比值差对应的相对误差和相位差对应的相对误差。

优选地，其中每台电容式电压互感器的理论运行误差包括：比值差对应的理论运行误差和相位差对应的理论运行误差；

其中，将由电场产生的比值差影响量、由频率产生的比值差影响量、由温度产生的比值差影响量和由二次负荷产生的比值差影响量的和作为比值差对应的理论运行误差；

将由频率产生的相位差影响量、由温度产生的相位差影响量和由二次负荷产生的相位差影响量的和作为相位差对应的理论运行误差。

优选地，其中所述根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态，包括：

分别计算两台电容式电压互感器的比值差之间的偏差和相位差之间的偏差；

根据比值差之间的偏差和相位差之间的偏差进行运行状态的判断；其中，若所述两台电容式电压互感器的的比值差之间的偏差小于第一预设阈值，并且相位差之间的偏差小于第二预设阈值，则确定两个电容式电压互感器均处于正常运行状态；反之，确定存在电容式电压互感器处于异常运行状态。

优选地，其中所述方法还包括：当确定两台电容式电压互感器中的一个处于异常运行状态时，引入第三台电容式电压互感器，两两之间进行偏差比较，以确定处于异常状态的电容式电压互感器。

优选地，其中所述方法还包括：分析每个电容式电压互感器的测量不确定度；以及

根据已获取的每个电容式电压互感器的运行数据对该电容式电压互感器的未来的运行状态进行分析和预判。

本发明的实施例的用于确定电容式电压互感器的运行状态的方法400与本发明的另一个实施例的用于确定电容式电压互感器的运行状态的方法100相对应，在此不再赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (12)

1.一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的系统，其特征在于，所述系统包括：

电场分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据电容式电压互感器的本体参数基于有限元分析法进行仿真计算，以获取由电场产生的比值差影响量；

温度分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据电容式电压互感器的运行环境温度和该电容式电压互感器的本体参数，获取由温度产生的附加误差；

频率分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据变电站电源的实时频率和电容式电压互感器的本体参数，获取由频率产生的附加误差；

二次负荷分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据电容式电压互感器的二次负荷测量结果和该电容式电压互感器的本体参数，获取由二次负荷产生的附加误差；

电压信号分析模块，与智能处理设备相连接，用于根据获取的多台电容式电压互感器的二次输出信号，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第一相对误差；

智能处理设备，用于根据计算的每台电容式电压互感器的理论运行误差，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第二相对误差，并根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态；

其中，所述附加误差包括：比值差影响量和相位差影响量；所述第一相对误差和第二相对误差均包括：比值差对应的相对误差和相位差对应的相对误差。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电容式电压互感器的本体参数包括：处于运行状态的电容式电压互感器的高压电容、中压电容、低压电容、自身高度、电容芯子数量、电压等级、安装位置、周围的设备类型以及与该电容式电压互感器的间距。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每台电容式电压互感器的理论运行误差包括：比值差对应的理论运行误差和相位差对应的理论运行误差；

其中，将由电场产生的比值差影响量、由频率产生的比值差影响量、由温度产生的比值差影响量和由二次负荷产生的比值差影响量的和作为比值差对应的理论运行误差；

将由频率产生的相位差影响量、由温度产生的相位差影响量和由二次负荷产生的相位差影响量的和作为相位差对应的理论运行误差。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能处理设备，根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态，包括：

分别计算两台电容式电压互感器的比值差之间的偏差和相位差之间的偏差；

根据比值差之间的偏差和相位差之间的偏差进行运行状态的判断；其中，若所述两台电容式电压互感器的的比值差之间的偏差小于第一预设阈值，并且相位差之间的偏差小于第二预设阈值，则确定两个电容式电压互感器均处于正常运行状态；反之，确定存在电容式电压互感器处于异常运行状态。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述智能处理设备，还用于：

当确定两台电容式电压互感器中的一个处于异常运行状态时，引入第三台电容式电压互感器，两两之间进行偏差比较，以确定处于异常状态的电容式电压互感器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能处理设备，还用于：

分析每个电容式电压互感器的测量不确定度；以及

根据已获取的每个电容式电压互感器的运行数据对该电容式电压互感器的未来的运行状态进行分析和预判。

7.一种用于确定电容式电压互感器的运行状态的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电容式电压互感器的本体参数基于有限元分析法进行仿真计算，以获取由电场产生的比值差影响量；

根据电容式电压互感器的运行环境温度和该电容式电压互感器的本体参数，获取由温度产生的附加误差；

根据变电站电源的实时频率和电容式电压互感器的本体参数，获取由频率产生的附加误差；

根据电容式电压互感器的二次负荷测量结果和该电容式电压互感器的本体参数，获取由二次负荷产生的附加误差；

根据获取的多台电容式电压互感器的二次输出信号，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第一相对误差；

根据计算的每台电容式电压互感器的理论运行误差，利用差值法确定任意两台电容式电压互感器间的第二相对误差，并根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态；

其中，所述附加误差包括：比值差影响量和相位差影响量；所述第一相对误差和第二相对误差均包括：比值差对应的相对误差和相位差对应的相对误差。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电容式电压互感器的本体参数包括：处于运行状态的电容式电压互感器的高压电容、中压电容、低压电容、自身高度、电容芯子数量、电压等级、安装位置、周围的设备类型以及与该电容式电压互感器的间距。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每台电容式电压互感器的理论运行误差包括：比值差对应的理论运行误差和相位差对应的理论运行误差；

其中，将由电场产生的比值差影响量、由频率产生的比值差影响量、由温度产生的比值差影响量和由二次负荷产生的比值差影响量的和作为比值差对应的理论运行误差；

将由频率产生的相位差影响量、由温度产生的相位差影响量和由二次负荷产生的相位差影响量的和作为相位差对应的理论运行误差。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据两台电容式电压互感器对应的第一相对误差和第二相对误差的偏差确定电容式电压互感器的运行状态，包括：

分别计算两台电容式电压互感器的比值差之间的偏差和相位差之间的偏差；

根据比值差之间的偏差和相位差之间的偏差进行运行状态的判断；其中，若所述两台电容式电压互感器的的比值差之间的偏差小于第一预设阈值，并且相位差之间的偏差小于第二预设阈值，则确定两个电容式电压互感器均处于正常运行状态；反之，确定存在电容式电压互感器处于异常运行状态。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当确定两台电容式电压互感器中的一个处于异常运行状态时，引入第三台电容式电压互感器，两两之间进行偏差比较，以确定处于异常状态的电容式电压互感器。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

分析每个电容式电压互感器的测量不确定度；以及

根据已获取的每个电容式电压互感器的运行数据对该电容式电压互感器的未来的运行状态进行分析和预判。