CN111610481B - 电容式电压互感器性能检测方法及系统 - Google Patents

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    • G01R27/2605—Measuring capacitance

Abstract

本发明公开了一种电容式电压互感器性能检测方法及系统，包括：获得电容式电压互感器电容值初始向量；通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量；计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标；基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测。本发明的电容式电压互感器性能检测方法，不仅考虑电容式电压互感器各电容值与出厂初值的偏差，同时兼顾电容式电压互感器各电容值之间的内在规律，从而更加准确、全面、有效的计算电容式电压互感器电容值试验结果，从而得到更加准确的电容式电压互感器性能检测方法。

Description

电容式电压互感器性能检测方法及系统
技术领域
本发明涉及电力设备性能检测技术领域，尤其涉及一种电容式电压互感器性能检测方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
电压互感器作为重要电气设备，起着连接一次设备和二次设备的重要作用，广泛应用于电能计量、继电保护、自动控制等领域，其工作状态对于保证整个电力系统的安全运行具有重要意义。电容式电压互感器由于绝缘结构合理、绝缘强度高、经济显著、又能充分利用载波通信所需要的耦合电容器等优点，在110kV及以上电压等级中得到了广泛的应用。电容式电压互感器各电容值对于整体绝缘性能、电压分布、变比误差等方面起着决定性作用，因此各电容值应满足一定的标准。国家标准对电容式电压互感器的电容值有以下规定：每节电容值偏差不超过出厂值的±2％，电容分压器电容量与额定电容值比较不宜超过-5％～10％。
现有技术对于电容式电压互感器的性能进行检测时，往往仅考虑电容式电压互感器的电容试验值与出厂初值或额定值，忽视了电容式电压互感器各个电容值之间的内在关系，而该内在关系决定着电容式电压互感器的整体绝缘性能、电压分布、变比误差；从而导致现有的电容式电压互感器性能检测方法准确性差。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种电容式电压互感器性能检测方法及系统，利用电容互感器各个电容值的试验结果与出厂初始结果之间的线性相关系数作为电容值试验结果的检测指标，根据检测指标实现对于电容式电压互感器的检测。
在一些实施方式中，采用如下技术方案：
电容式电压互感器性能检测方法，包括：
获得电容式电压互感器电容值初始向量；
通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量；
计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标；
基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
电容式电压互感器性能检测系统，包括：
用于获得电容式电压互感器电容值初始向量的装置；
用于通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量的装置；
用于计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标的装置；
用于基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测的装置。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的电容式电压互感器性能检测方法。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的电容式电压互感器性能检测方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的电容式电压互感器性能检测方法，不仅考虑电容式电压互感器各电容值与出厂初值的偏差，同时兼顾电容式电压互感器各电容值之间的内在规律，从而更加准确、全面、有效的计算电容式电压互感器电容值试验结果，从而得到更加准确的电容式电压互感器性能检测方法。
本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例中电容式电压互感器电容分压原理图；
图2为本发明实施例中电容式电压互感器性能检测方法流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中，公开了一种电容式电压互感器性能检测方法，参照图2，具体包括如下步骤：
(1)获得电容式电压互感器电容值初始向量；
具体地，参照图1给出的电容式电压互感器电容分压原理图，通过电容式电压互感器的名牌数据可以获得其上节电容值C11和分压比k，下节电容值由电容C12和分压电容C2串联得到。电容式电压互感器为了使电压分布均匀，上节电容值和下节电容值相等，也即：
Figure BDA0002458343260000041
电容分压器的主电容C1由电容C11和C12串联得到，也即：
Figure BDA0002458343260000042
同时，电容式电压互感器的分压比k应满足的关系为：
Figure BDA0002458343260000043
联立公式(1)、(2)和(3)，解得电容C12和分压电容C2的值为：
Figure BDA0002458343260000044
由此得到电容式电压互感器电容值初始向量C＝{C11,C12,C2}。
(2)通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量；
具体的，通过高压电气试验，采用正接线和自激法获得电容式电压互感器的各个电容值为C′11，C′12，C′2。
由此得到电压互感器电容值试验向量C′＝{C′11,C′12,C′2}。
(3)计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标；
具体的，依据国家标准《GB 50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准》对电容式电压互感器的电容值的规定：每节电容值偏差不超过出厂值的±2％，电容分压器电容量与额定电容值比较不宜超过-5％～10％。判断各个电容的试验值是否满足标准，若三个电容值均满足标准，则进行下一步；否则，电容式电压互感器性能检测指标r＝0。
(4)计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标；
具体的，计算初始向量C和试验向量C′的方差；
初始向量C的平均值
Figure BDA0002458343260000051
试验向量C′的平均值
Figure BDA0002458343260000052
的计算公式为：
Figure BDA0002458343260000053
初始向量C的方差D(C)、试验向量C′的方差D(C′)的计算公式为：
Figure BDA0002458343260000054
计算初始向量C和试验向量C′的协方差
初始向量C和试验向量C′的协方差计算公式为：
Figure BDA0002458343260000061
计算初始向量C和试验向量C′的线性相关系数；
初始向量C和试验向量C′的线性相关系数的计算公式为：
Figure BDA0002458343260000062
将线性相关系数作为电容式电压互感器性能检测指标。
(5)基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测。
具体地，将公式(8)中求得的初始向量和试验向量的线性相关系数r作为电容式电压互感器电容值试验结果检测指标，可利用该检测指标对电容式电压互感器性能进行检测。指标r值越大，电容值试验结果越好，电容式电压互感器的性能越好；指标r值越小，电容值试验结果越坏，电容式电压互感器的性能越坏。
作为一种可选的实施例，可以根据指标r所在的区间对电容式电压互感器的性能状况进行分级，分级区间的选择需要对大量电容式电压互感器进行统计和比较，本实施例给出电容式电压互感器电容值试验结果检测指标r的大小对电容式电压互感器性能状况进行分级量化区间示例如表1所示。
表1电容式电压互感器性能状况进行分级量化区间示例
级别 I级 II级 III级 ---
对应r区间 r≥r<sub>1</sub> r<sub>1</sub>&gt;r≥r<sub>2</sub> r<sub>2</sub>&gt;r≥r<sub>3</sub> ---
当然，本领域技术人员可以根据实际需要选择r1、r2、r3的取值，或者根据实际需要选择其他的分级方式，比如：分成两级或者分成三级以上的更多级等。
实施例二
在一个或多个实施方式中，公开了一种电容式电压互感器性能检测系统，包括：
用于获得电容式电压互感器电容值初始向量的装置；
用于通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量的装置；
用于计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标的装置；
用于基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测的装置。
上述装置的具体工作方式与实施例一中方法的实现过程相同，不再赘述。
实施例三
在一个或多个实施方式中，公开了一种终端设备，包括服务器，所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例一中的电容式电压互感器性能检测方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
实施例一中的电容式电压互感器性能检测方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.电容式电压互感器性能检测方法，其特征在于，包括：
获得电容式电压互感器电容值初始向量；
通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量；
计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标；
基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测；
电容式电压互感器性能检测指标越大，电容式电压互感器的性能越好。
2.如权利要求1所述的电容式电压互感器性能检测方法，其特征在于，在得到电压互感器电容值试验向量之后，还包括：
判断所述电压互感器电容值试验向量是否满足设定的标准；如果满足，计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数；否则，所述线性相关系数为零。
3.如权利要求1所述的电容式电压互感器性能检测方法，其特征在于，所述电容式电压互感器电容值初始向量，包括：
电容式电压互感器上节电容值C11，下节电容中的电容C12和分压电容C2的值。
4.如权利要求1所述的电容式电压互感器性能检测方法，其特征在于，通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量，具体为：
通过高压电气试验，采用正接线和自激法获得电容式电压互感器的各个电容值，得到电压互感器电容值试验向量。
5.如权利要求1所述的电容式电压互感器性能检测方法，其特征在于，计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，具体为：
分别计算电容值初始向量和电容值试验向量的方差和协方差；
通过所述方差和协方差计算线性相关系数。
6.如权利要求1所述的电容式电压互感器性能检测方法，其特征在于，基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测之后，还包括：设定分级阈值，根据所述指标所处的分级阈值范围，确定电容式电压互感器性能所属的级别。
7.电容式电压互感器性能检测系统，其特征在于，包括：
用于获得电容式电压互感器电容值初始向量的装置；
用于通过高压电气试验，得到电压互感器电容值试验向量的装置；
用于计算所述电容值初始向量和电容值试验向量的线性相关系数，作为电容式电压互感器性能检测指标的装置；
用于基于所述指标对电容式电压互感器性能进行检测的装置；
电容式电压互感器性能检测指标越大，电容式电压互感器的性能越好。
8.一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-6任一项所述的电容式电压互感器性能检测方法。
9.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-6任一项所述的电容式电压互感器性能检测方法。
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