CN112881824A - 中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了中压系统电压暂降数据对计算机设备影响的评估方及装置法，所述方法包括：获取中压系统三相基波相电压的幅值和相位；得到基波相正序电压、负序电压和零序电压；根据低压侧变压器类型对基波相正序电压、负序电压和零序电压进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压；计算低压侧各电压等级的相基波电压；在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点；根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响；本发明的优点在于：考虑变压器传递对电压暂降数据的影响，从而使得出的分析结果相对较为准确。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统电能质量评估技术领域，更具体涉及中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法及装置。
背景技术
随着计算机设备制造工艺的改进和功能的更新，现有计算机设备的结构与特性发生了很大的改变，电压暂降对计算机设备的影响愈发明显。但是，现在使用的对低压计算机设备影响的评价方法存在缺陷，由于缺少设备侧的电压数据记录，在进行评估时往往直接以中压系统侧的数据进行分析，但这种方法忽略了变压器传递对电压暂降数据的影响，从而使得出的分析结果不准确，这在一定程度上影响了往后对计算机设备的保护工作，更为严重的将造成设备的损坏。
为了分析电压暂降对计算机设备安全稳定运行的影响，工程应用中通常根据ITIC曲线对计算机设备进分析，以此确定发生的电压暂降是否会对计算机设备造成影响，但是以往基于中压系统电压暂降数据的ITIC曲线分析方法存在缺陷。
中国专利申请号CN201610658322.4，公开了一种多次电压暂降的持续时间曲线拟合方法及电压暂降严重程度评估方法，所述多次电压暂降的持续时间曲线拟合方法包括：获取单位时间内电网的电压值随时间的变化规律，从而得到电压变化时序曲线；根据电压变化时序曲线得到电压在该单位时间内的电压暂降的次数、每一次电压暂降数据，所述每一次电压暂降数据包括电压暂降的时段、电压暂降对应的电压值；取每一次电压暂降最大电压值Vst与最小电压值Vmin之内的若干电压值Vi；计算所述若干电压值Vi分别对应的持续时间值；叠加每一次电压暂降中低于同一电压值Vi对应的持续时间，以得到同一电压值Vi下的总持续时间，从而根据所述若干电压值Vi分别对应总持续时间拟合出总持续时间曲线。该专利申请能够对于多次电压暂降对不同设备的影响程度的综合评估，考虑了多次电压暂降的聚合效应，将多次电压暂降叠加成一次电压暂降来考虑，考虑了不同设备对电压耐受能力的不同。其并不是以中压系统侧的数据进行分析，不属于中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术以中压系统侧的数据对计算机设备影响进行评估的方法，忽略了变压器传递对电压暂降数据的影响，从而使得出的分析结果不够准确。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，所述方法包括：
步骤一：将中压系统发生故障时刻的波形数据进行DFT运算，得到三相基波相电压的幅值和相位；
步骤二：对三相基波相电压进行序分量分解，得到基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量；
步骤三：根据低压侧变压器类型对基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压；
步骤四：利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压；
步骤五：根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点；
步骤六：根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响。
本发明根据低压侧变压器类型对中压系统的基波相正序电压、负序电压和零序电压进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压，然后利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压，根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点，根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响，考虑变压器传递对电压暂降数据的影响，从而使得出的分析结果相对较为准确。
进一步地，步骤一包括：从中压系统发生故障时刻的波形数据中截取暂降时段的录波数据，对暂降时段的录波数据进行DFT运算，经DFT运算后得到三相基波相电压在暂降时刻的幅值与相位。
进一步地，步骤三中对于Y/Y接线并且两侧都接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧A相零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧A相零序电压、正序电压、负序电压。
进一步地，步骤三中对于Y/Y接线且至少有一侧不接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
进一步地，步骤三中对于Y/△-11联接的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
进一步地，所述步骤四包括：通过公式
其中，
为低压侧三相相电压；
为相电压序分量之间的相位差。
本发明还提供中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，所述方法包括：
DFT运算模块，用于将中压系统发生故障时刻的波形数据进行DFT运算，得到三相基波相电压的幅值和相位；
序分量分解模块，用于对三相基波相电压进行序分量分解，得到基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量；
转换模块，用于根据低压侧变压器类型对基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压；
相量合成模块，用于利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压；
暂降点获取模块，用于根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点；
评估模块，用于根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响。
进一步地，DFT运算模块还用于：从中压系统发生故障时刻的波形数据中截取暂降时段的录波数据，对暂降时段的录波数据进行DFT运算，经DFT运算后得到三相基波相电压在暂降时刻的幅值与相位。
进一步地，转换模块中对于Y/Y接线并且两侧都接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧A相零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧A相零序电压、正序电压、负序电压。
进一步地，转换模块中对于Y/Y接线且至少有一侧不接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
进一步地，转换模块中对于Y/△-11联接的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
进一步地，所述相量合成模块还用于：通过公式
其中，
为低压侧三相相电压；
为相电压序分量之间的相位差。
本发明的优点在于：本发明根据低压侧变压器类型对中压系统的基波相正序电压、负序电压和零序电压进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压，然后利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压，根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点，根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响，考虑变压器传递对电压暂降数据的影响，从而使得出的分析结果相对较为准确。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法中某10kV母线电压暂降时刻的录波数据曲线；
图3为本发明实施例所提供的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法中ITIC暂降分析图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，所述方法包括：
本示例中，某10kV母线出现电压暂降，中压系统侧记录了完整的暂降时刻数据，变压器联接方式已知为Y/△-11，变压器变比10/0.38，现结合此暂降数据，对低压侧计算机设备受暂降影响情况进行评估，暂降数据波形如图2所示。以下详细介绍中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法的各步骤。
步骤S1：将中压系统发生故障时刻的波形数据进行DFT运算，得到三相基波相电压的幅值和相位；具体过程为：从中压系统发生故障时刻的波形数据中截取暂降时段的录波数据，对暂降时段的录波数据进行DFT运算，经DFT运算后得到三相基波相电压在暂降时刻的幅值与相位。
本实施例中，将10kV中压系统发生故障时刻的波形数据进行DFT运算，计算得到三相基波相电压的幅值和相位，如表1所示。
表1中压侧的基波相电压相量
| 电压等级 | U<sub>AN</sub>(kV) | U<sub>BN</sub>(kV) | U<sub>CN</sub>(kV) | α<sub>AN</sub>(°) | α<sub>BN</sub>(°) | α<sub>CN</sub>(°) |
| 10kV | 1.78 | 4.37 | 4.52 | 73.23 | -25.25 | 178.85 |
步骤S2：对三相基波相电压进行序分量分解，得到基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量；
本实施例中，对三相基波相电压进行序分量分解，得到基波相正序电压、负序电压和零序电压，各分量均为相量，如表2所示。
表2中压侧的基波相电压序相量
步骤S3：根据低压侧变压器类型对基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压；
Step1、确定低压侧变压器类型，以此确定序分量的变换规律；
Step2、根据变压器类型对序分量进行变换，包含三种情况：
(1)对于Y/Y接线并且两侧都接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧A相零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧A相零序电压、正序电压、负序电压。
(2)对于Y/Y接线且至少有一侧不接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
(3)对于Y/△-11联接的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
本实施例中，根据低压侧变压器类型对序分量进行转换，已知变压器类型为Y/△-11联接。根据其序分量传递特性可以算出低压侧的基波相电压序分量，如表3所示。
表3低压侧的基波相电压序相量
步骤S4：利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压；具体过程为：通过公式
其中，
为低压侧三相相电压；
为相电压序分量之间的相位差
本实施例中，根据步骤S3计算得出的低压侧相基波正序、负序和零序电压，利用相量合成(正序+负序+零序)计算各电压等级的相基波电压，如表4所示。
表4低压侧的基波相电压序相量
| 电压等级 | U<sub>AN</sub>(kV) | U<sub>BN</sub>(kV) | U<sub>CN</sub>(kV) | α<sub>AN</sub>(°) | α<sub>BN</sub>(°) | α<sub>CN</sub>(°) |
| 0.38kV | 0.11 | 0.19 | 0.12 | 133.94 | -13 | -162.21 |
步骤S5：根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点；本实施例中，经计算低压侧暂降时的三相残余电压为A：49.54％、B：86.00％、C：52.80％。根据录波数据知暂降持续时间为70ms。将三相电压的暂降数据绘入ITIC曲线，如图3所示。
步骤S6：根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响。低压侧B相电压的暂降处于ITIC曲线的容忍区内，计算机设备一般运行性能均能正常发挥，不至于对计算机设备产生较大影响。低压侧A、C相电压的暂降处于ITIC曲线的无损坏区内，此种情况下计算机设备的正常功能将不能保证发挥，虽不致于对设备自身构成损坏，但将影响正常工作，可能造成计算机设备运行错误或数据丢失。
本发明针对现有中压系统电压暂降数据的ITIC曲线分析方法存在缺陷，需要根据中压系统的暂降数据推算低压侧的暂降数据以此来结合ITIC曲线对计算机设备的安全运行进行分析，所以根据变压器的传递特性计算低压侧暂降数据的方法成为分析的新需求，而变压器的传递特性已有较为深入的研究，并且结合数据分析中的DFT分析可以快速的得到低压侧的暂降数据。在此情况下，通过电网中压系统侧的监测数据来进行计算机设备的电压暂降影响分析有着巨大的优势，可以消除过往方法中变压器传递过程中的误差。因此，这种由中压系统电压暂降数据对低压计算机设备进行评估的方法更符合计算机设备暂降影响分析的需求。
实施例2
本发明还提供中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，所述方法包括：
DFT运算模块，用于将中压系统发生故障时刻的波形数据进行DFT运算，得到三相基波相电压的幅值和相位；
序分量分解模块，用于对三相基波相电压进行序分量分解，得到基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量；
转换模块，用于根据低压侧变压器类型对基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压；
相量合成模块，用于利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压；
暂降点获取模块，用于根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点；
评估模块，用于根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响。
具体的，DFT运算模块还用于：从中压系统发生故障时刻的波形数据中截取暂降时段的录波数据，对暂降时段的录波数据进行DFT运算，经DFT运算后得到三相基波相电压在暂降时刻的幅值与相位。
具体的，转换模块中对于Y/Y接线并且两侧都接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧A相零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧A相零序电压、正序电压、负序电压。
具体的，转换模块中对于Y/Y接线且至少有一侧不接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
具体的，转换模块中对于Y/△-11联接的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
具体的，所述相量合成模块还用于：通过公式
其中，
为低压侧三相相电压；
为相电压序分量之间的相位差。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一：将中压系统发生故障时刻的波形数据进行DFT运算，得到三相基波相电压的幅值和相位；
步骤二：对三相基波相电压进行序分量分解，得到基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量；
步骤三：根据低压侧变压器类型对基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压；
步骤四：利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压；
步骤五：根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点；
步骤六：根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响。
2.根据权利要求1所述的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，其特征在于，步骤一包括：从中压系统发生故障时刻的波形数据中截取暂降时段的录波数据，对暂降时段的录波数据进行DFT运算，经DFT运算后得到三相基波相电压在暂降时刻的幅值与相位。
3.根据权利要求1所述的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，其特征在于，步骤三中对于Y/Y接线并且两侧都接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧A相零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧A相零序电压、正序电压、负序电压。
4.根据权利要求1所述的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，其特征在于，步骤三中对于Y/Y接线且至少有一侧不接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
5.根据权利要求1所述的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，其特征在于，步骤三中对于Y/△-11联接的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
6.根据权利要求1所述的中压系统电压暂降对计算机设备影响的评估方法，其特征在于，所述步骤四包括：通过公式
其中，
为低压侧三相相电压；
为相电压序分量之间的相位差。
7.中压系统电压暂降数据对计算机设备影响的评估装置，其特征在于，所述装置包括：
DFT运算模块，用于将中压系统发生故障时刻的波形数据进行DFT运算，得到三相基波相电压的幅值和相位；
序分量分解模块，用于对三相基波相电压进行序分量分解，得到基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量；
转换模块，用于根据低压侧变压器类型对基波相正序电压、负序电压和零序电压的相量进行转换，得出低压侧的相基波正序、负序和零序电压；
相量合成模块，用于利用相量合成，计算低压侧各电压等级的相基波电压；
暂降点获取模块，用于根据得到的低压侧数据计算低压侧暂降幅值与持续时间，并在ITIC曲线上绘制低压侧暂降点；
评估模块，用于根据低压侧暂降点的分布情况结合ITIC曲线特性评估暂降对计算机设备的影响。
8.根据权利要求7所述的中压系统电压暂降数据对计算机设备影响的评估装置，其特征在于，DFT运算模块还用于：从中压系统发生故障时刻的波形数据中截取暂降时段的录波数据，对暂降时段的录波数据进行DFT运算，经DFT运算后得到三相基波相电压在暂降时刻的幅值与相位。
9.根据权利要求7所述的中压系统电压暂降数据对计算机设备影响的评估装置，其特征在于，转换模块中对于Y/Y接线并且两侧都接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧A相零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧A相零序电压、正序电压、负序电压。
10.根据权利要求7所述的中压系统电压暂降数据对计算机设备影响的评估装置，其特征在于，转换模块中对于Y/Y接线且至少有一侧不接地的变压器，通过公式
其中，
分别为低压侧零序电压、正序电压、负序电压；k为变压器的变比参数；
分别为中压侧零序电压、正序电压、负序电压。
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