CN113203975A - 一种变电站电压互感器在线监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变电站在线监测技术领域，公开了一种变电站电压互感器在线监测方法及装置，包括数据采集电路、智能同步监测终端和智能监测站以及采集信号、信号数模转换、电压特征量对比和电流特征量对比四个步骤。本发明具有以下优点和效果：本申请的应用，可以及时有效的发现有问题的电压互感器，并针对性的对其进行校验，减小停电检修时间，减少被检电压互感器的数量，减小劳动量，提高劳动效率，保证了计量准确性和及时性；还能及时提示操作人员对故障电压互感器进行检修，为电力系统安全运行提供技术支撑。

Description

一种变电站电压互感器在线监测方法及装置

技术领域

本申请涉及变电站在线监测技术领域，具体涉及一种变电站电压互感器在线监测方法及装置。

背景技术

目前，依照JJG1021-2007《电力互感器》检定规程规定，要求在变电站停电状态下对电压互感器进行现场首检和不超过4年的周期检定，但是电压互感器周期检定时间间隔短，同时运行的电压互感器数量多，因此电压互感器周期检定工作量巨大，并且电压互感器周期检定必须在停电下才能进行，要在有限时间内完成检定工作，需投入大量人力物力。同时电压互感器运行过程中，如发生误差超差，周期检定不能判断电压互感器误差发生变化的时刻，无法事后对电量追补提供依据，影响计量的准确性、公平性。

目前对电压互感器的在线监测技术多用于绝缘的监测，主要是通过监测电压互感器绝缘的介电特性判断绝缘的好坏及缺陷。电压互感器在实际运行过程中，因为受系统过电压、雷击、风暴、地震等影响，可能会导致电压互感器主电容部分的个别电容击穿损坏。因为电压互感器绝缘强度高，个别电容的损坏短时并不影响电压互感器的整体绝缘性能，但部分电容损坏会改变电压互感器的分压比，导致电压互感器误差超差，直接影响计量的准确性。在日常的工作中，因为电压互感器能正常运行，难以发现误差超差的问题，往往只有在周期检定时才能发现。电压互感器周期检定停电时间短、工作量大，工作难以细致，甚至可能出现不能停电造成无法检定的情况，这些都对计量的准确性、公平性带来影响。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种变电站电压互感器在线监测方法及装置，可以进行线上电压互感器误差状态诊断及风险预警，准确判断确判断电压互感器故障发生的原因及时刻，为事后电量追补提供依据，使得计量更准确公平，同时降低电压互感器检修人力物力消耗。

为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：

本实施例提供一种变电站电压互感器在线监测方法，包括以下步骤：

S1.采集变电站中变压器的每一相的电压互感器二次电压、每一相母线PT的二次电压、以及每一相电压互感器高压尾端的一次电流；

S2.将采集得到的模拟信号转换为数字信号，并提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形；

S3.将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对，当未设置母线PT时，将同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报；

S4.将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对，当被测一次电流波形与一次电流故障波形库中任意一个波形相符时，发出警报。

优选的，步骤S3中，包括如下步骤：

设置幅值警报阈值和相位警报阈值；

选择一相电压互感器，计算该电压互感器和同相的母线PT的二次电压的幅值偏差、相位偏差；当未设置母线PT时，分别计算该电压互感器与同一个变压器的所有其他相电压互感器的二次电压的幅值偏差和相位偏差；

选择其他相电压互感器，重复上述步骤，直至选择完所有电压互感器；

当任意一个幅值偏差结果超出幅值警报阈值时，发出警报；

当任意一个相位偏差结果超出相位警报阈值时，发出警报。

优选的，步骤S3中没有发出警报时，还包括步骤：

预设电压特征量数据库，包括多个时刻两相电压互感器的电压特征量、以及同一相的电压互感器和母线PT的电压特征量；

计算电压特征量数据库中每一时刻两相电压互感器的幅值偏差和相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差和相位偏差；

将计算同一变压器得到的两相电压互感器的幅值偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的幅值偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报；

将计算同一变压器得到的两相电压互感器的相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的相位偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的相位偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报。

优选的，所述电压特征量数据库建立包括：

记录首次检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；

分别记录周期性检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；

上述记录归纳成为电压特征量数据库。

优选的，所述二次电压的幅值偏差由以下方法计算：

其中：

为幅值偏差；

为待测电压互感器的二次电压幅值；

为与待测电压互感器同一母线的PT二次电压幅值，或与待测电压互感器 不同母线的其他相电压互感器的二次电压幅值；

所述二次电压的相位偏差由以下方法计算：

其中：

为相位偏差；

为待测电压互感器的二次电压相位；

为与待测电压互感器同一母线的PT二次电压相位，或与待测电压互感器 不同母线的其他相电压互感器的二次电压相位；

当

或

超出阈值时，发出警报。

优选的，所述一次电流故障波形库由如下方法建立：

将作为标准的电压互感器设备的高压臂电容器部分电容短路，记录高压尾端一次电流的波形；

将作为标准的电压互感器设备的系统电压变化，分别记录每次变化后的高压尾端一次电流的波形；

将作为标准的电压互感器设备进行突然带电、突然失电、电压互感器放电、重合闸和电压波动操作，记录每次操作后的高压尾端一次电流的波形；

所述高压尾端一次电流的波形集合作为一次电流故障波形库。

本实施例还提供一种变电站电压互感器在线监测装置，包括：

数据采集电路，有多个，其分别连接于变电站中变压器的每一相的电压互感器和母线PT，用于采集电压互感器的二次电压、电压互感器的高压尾端的一次电流波形和母线PT的二次电压数据；

智能同步监测终端，有多个，每个智能同步监测终端和一相上所有的数据采集电路信号连接，用于收集数据采集电路采集的模拟信号并转化为数字信号，提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形，所述智能同步监测终端还用于将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对、以及将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对；

智能监测站，其通过多路合并控制单元和同一个变电站中所有的智能同步监测终端信号连接，接收智能同步监测终端测得的特征量以及比对结果，同时进行同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报。

优选的，所述数据采集电路包括：

电压采集电路，其设置于每一相电压互感器的二次电压端以及母线PT的二次电压端，采集每一相电压互感器的二次电压以及母线PT的二次电压信号；

电流采集电路，其设置于每一相电压互感器的高压尾端，采集高压尾端的一次电流信号。

优选的，所述智能同步监测终端包括：

同步模数转换单元，其用于收集数据采集电路中采集的模拟信号并转换为数字信号；

数字信号处理单元，其用于接受同步模数转换单元传递的数字信号，将数字信号提取特征量，还用于对特征量进行比对，将比对结果、特征量和时间信息封成数据包；

通讯单元，其用于将数字信号处理单元的数据包转发送给智能监测站。

优选的，还包括集控中心，所述集控中心和所有的智能监测站信号连接，收集智能监测站的数据并建立数据库。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请的变电站电压互感器在线监测装置及方法，采用双判据的方式对电压互感器进行检测。首先是对电压进行判断，电压互感器某只电容发生击穿或者短路时，电压互感器二次电压幅值及相位相对于同母线的PT（Potential Transformer，电压互感器）均发生变化，检测更快更明显。但是在一些情况下也会出现电压互感器和PT之间产生同步的变化导致电压判据无法判断出电压互感器的故障，所以本申请还提供了对电流波形的判断，在电压互感器遭遇雷击、电容短路、电源波动等情况时，电压互感器高压尾会产生具有特征性的电流波形，通过将检测到的电流波形和预先实验得到的一次电流故障波形库进行比对，可以快速判断出电压互感器故障时间和故障类型，针对性的指导工作人员对电压互感器检修。

本申请的应用，可以及时有效的发现有问题的电压互感器，并针对性的对其进行校验，减小停电检修时间，减少被检电压互感器的数量，减小劳动量，提高劳动效率，保证了计量准确性和及时性；还能及时提示操作人员对故障电压互感器进行检修，为电力系统安全运行提供技术支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中一个实施例的工作流程示意图。

图2为图1所示实施例中一相电压互感器的工作流程示意图。

图3为图2所示电压互感器的电路示意图。

图4为与图2所示电压互感器位于同一母线上的母线PT的电路示意图。

图5为进行将作为标准的电压互感器设备的高压臂电容器部分电容短路试验时，作为标准的电压互感器的内部电路简化示意图。

图6为作为标准的电压互感器的电容在电源处于上升沿时进行短路的同时测得的高压尾端一次电流波形图。

图7为作为标准的电压互感器的电容在电源处于下降沿时进行短路的同时测得的高压尾端一次电流波形图。

图8为作为标准的电压互感器的电容在电源电压波动时测得的高压尾端一次电流波形图。

附图标记：

1、数据采集电路；11、电压采集电路；12、电流采集电路；2、智能同步监测终端；21、同步模数转换单元；22、数字信号处理单元；23、通讯单元；3、智能监测站；31、多路合并控制单元；4、集控中心。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实施例中，以变电站中的CVT（Capacitance type voltage transformer 电容式电压互感器）为例，提供一种变电站电压互感器在线监测方法，在实施该方法前，预先设置了一次电流故障波形库，一次电流波形库是记录了CVT在各种故障状态下一次尾端的电流的波形，通常来说，不同的故障具有不同的波形特点，在CVT故障后，可以通过对一次电流故障波形库进行比对然后确认故障类型。

本实施例的具体实施依照以下步骤进行检测：

S101.先对采集变电站中变压器的每一相的CVT二次电压、每一相的母线PT的二次电压以及每一相的高压尾端的一次电流采集，直接采集得到的信号为模拟信号；

S201.将采集得到的模拟信号转为数字信号，方便对特征量进行提取，特征量包括电压特征量和电流特征量，电压特征量为二次电压的幅值和二次电压的相位，电流特征量为一次电流的波形，其中，一次电流的波形具体的数值需要根据选用的波形对比算法而定；

S301.首先将同一相上的CVT和母线PT的电压特征量进行比对，一般而言母线PT的电压特征量非常稳定，故障概率低，可以作为标准进行比对，而母线PT和CVT之间比对一般可以直接判断出是否故障；在一些情况下，母线PT故障或者母线上未设置母线PT，所以将同一个变电器上的另外一相CVT作为标准进行比对，为防止故障CVT被选做标准，所以将所有的CVT组合均比对一遍，如果出现故障情况，发出警报；

S401.将测得的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库中的波形进行比对，如果被测一次电流波形和一次电流故障波形库中任意一个波形相符时，发出警报。

一般而言，利用步骤S301就足以判断大多数CVT是否故障以及故障时间了，但是在实践过程中，存在一定的故障因素使得CVT和母线PT偏移方向相同，即二次电压特征量同时增高或降低，使得两者之间的偏差量处于正常范围内，这样在进行步骤S301时无法准确的判断CVT是否发生故障。

而CVT高压尾端的一次电流波形存在一定的特征性，即如果CVT遭受比如电容击穿、雷击等影响时，在恢复之前，CVT高压尾端的一次电流会出现特有的波形，将CVT高压尾端的一次电流的波形和一次电流故障波形库中所记录的波形相比较，如果出现相符的表明该CVT遭受了相同的影响，可以快速判断CVT是否出现了故障，提高准确率。

作为上述实施例的优化，所述步骤S301在进行时，具体的应当按照如下步骤进行：

设置幅值警报阈值和相位警报阈值；

选择一相CVT，计算该CVT和同相的母线PT的二次电压的幅值偏差、相位偏差；当未设置母线PT时，计算该CVT与同一个变压器的其他相CVT的二次电压的幅值偏差和相位偏差；

选择其他相CVT，重复上述步骤，直至选择完所有CVT；

当上述任意一个幅值偏差超出幅值警报阈值时，发出警报；当上述任意一个相位偏差超出相位警报阈值时，发出警报。

在一般的实施例中，主要优先保证计算同一相的CVT和母线PT的二次电压的幅值偏差、以及相位偏差，这两个设备之间的比较最为准确，但是在有些实施例中被测CVT所在相没有设置母线PT，就需要在同一个变电器的三相CVT中选择一相作为标准进行比对，同时为了避免选择了故障CVT作为标准，所以要将所有两相CVT的组合排列出来，都进行一次比对，如果其中有一个幅值偏差超过幅值警报阈值后，就发出警报，同时根据发出警报的用于比对的CVT可以判断出具体是哪个CVT损坏了。

在上述实施例中未发出警报时，一般认为设备未出现故障，在一些较优的实施例中，还进行了如下步骤：

预设电压特征量数据库，包括多个时刻两相CVT的电压特征量、以及同一相的CVT和母线PT的电压特征量；

计算电压特征量数据库中每一时刻两相CVT的幅值偏差和相位偏差、以及同一相的CVT和母线PT的幅值偏差和相位偏差；

将计算同一变压器得到的两相CVT的幅值偏差、以及同一相的CVT和母线PT的幅值偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的幅值偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报；

将计算同一变压器得到的两相CVT的相位偏差、以及同一相的CVT和母线PT的相位偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的相位偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报。

具体的操作过程，应当先选择一个待测CVT，在根据前述实施例进行了二次电压幅值偏差的计算和二次电压相位的偏差后，在电压特征量数据库中调出该CVT的记录以及在该CVT进行二次电压幅值偏差的计算和二次电压相位的偏差计算时选用作为标准的设备的记录，计算得出相同设备在以往时刻时的二次电压幅值偏差和二次电压相位的偏差，然后将本次计算的到偏差和过去时刻的偏差进行比较。

在多数情况下，一相CVT在使用过程汇总和作为标准的母线PT或另一个CVT之间的偏差是逐渐增大的，当增大到一定程度，即使CVT未发生故障，也指示到该CVT长期使用导致的损伤到达一个临界值，需要更换。

上述的电压特征量数据库有多种方法记录，可以是进行前述步骤S101-S401时的记录，在一个较优的实施例中，采用的是如下步骤：

记录首次检修时刻下，每个未故障CVT和母线PT的电压特征量；

分别记录周期性检修时刻下，每个未故障CVT和母线PT的电压特征量；

上述记录归纳成为电压特征量数据库。

因为每次检修过程中可以确定CVT和母线PT是否确实故障，并且CVT受外界因素影响可以在检修过程中排除，所以数据的参考性最佳。

在一些实施例中，二次电压的幅值偏差以及二次电压的相位可以有多种算法，比如做差值等，在一个较优的实施例中，由如下方法计算：

所述二次电压的幅值偏差由以下方法计算：

其中：

为幅值偏差；

为待测CVT的二次电压幅值；

为与待测CVT同一母线的PT二次电压幅值，或与待测CVT同一变电器的其 他相CVT的二次电压幅值；

所述二次电压的相位偏差由以下方法计算：

其中：

为相位偏差；

为待测CVT的二次电压相位；

为与待测CVT同一母线的PT二次电压相位，或与待测CVT同一变电器的其 他相CVT的二次电压相位；

当

或

超出阈值时，发出警报。

前述的实施例中，一次电流故障波形库可以有多种方法进行建立，比如通过计算的方式进行模拟，在一些较优的实施例中，由如下方式进行：

将作为标准的CVT设备的高压臂电容器部分电容短路，记录高压尾端一次电流的波形；

将作为标准的CVT设备的系统电压变化，分别记录每次变化后的高压尾端一次电流的波形；

将作为标准的CVT设备进行突然带电、突然失电、CVT放电、重合闸和电压波动操作，记录每次操作后的高压尾端一次电流的波形；

所述高压尾端一次电流的波形集合作为一次电流故障波形库。

具体的，以将作为标准的CVT设备的高压臂电容器部分电容短路的实验为例，在本实施例的中建立过程如下：

首先，建立了电压互感器实验室模拟系统，包含了一个标准的CVT设备，以及对CVT进行影响的其他相关设备，本次实验中是将其中一个电容短接；

搭建的模拟系统实测电路图如图5所示，其中C=1.67uF、 20C=30.85uF、Rx=75Ω，实验时将电容旁路快速短接，观察示波器显示的波形。

在上升沿时，短路部分电容后，得到的一次电流波形如图6所示，会产生一个向上的尖峰；而在处于下降沿时，短路部分电容后，会得到如图7所示的波形图，会产生一个向下的尖峰。而不短路电容，仅使得电源电压产生波动时，产生的波形如图8所示，都具有明显可识别的特征。而其他实验本领域技术人员可以根据本领域公知常识对标准的CVT设备进行改造，不再赘述。

本实施例还提供一种变电站CVT在线监测设备，其流程如图1所示，包括数据采集电路1、智能同步监测终端2和智能监测站3。

所述数据采集电路1有多种形式，既可以是如图3和图4所示的具体电路，也可以使其他类型的采集设备，只要能采集CVT的二次电压、CVT的高压尾端的一次电流波形和母线PT的二次电压数据都应涵盖在本申请中。

所述智能同步监测终端2连接于一相电路上的所有数据采集电路1，数据采集电路1直接采集的模拟信号要经过智能同步监测终端2的转换形成数字信号才能进行二次比对，转换完后智能同步监测终端2要提取出数字信号中的特征量，特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形，所述智能同步监测终端2还用于将同一相上的CVT和母线PT的电压特征量进行比对、以及将每一相CVT的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对。

上述数据采集电路1处于不间断采样，而所有的智能同步监测终端2依靠本地报时、GPS报时或北斗报时进行定时且同步的截取数据采集电路1采集的模拟信号转化为数字信号，在如图1所示的实施例中智能同步监测终端2就依靠北斗同步数据采集控制单元连接北斗来进行报时，以达到同步采样的效果。

所述智能监测站3通过多路合并控制单元31连接于一个变电站的所有智能同步监测终端2，在一般的实施例中，所述智能监测站3主要用于接受智能同步监测终端2提取的特征量以及比对结果，待测CVT没有同母线的PT时，智能监测站3也进行同一变电器不同相CVT之间的比对，同时根据检测结果发出警报。在一些实施例中，智能监测站3也可以通过多路合并控制单元31向智能检测终端发出一定的指令，比如要求立即采样或者调取历史采集的数据。

在上述实施例中，智能同步监测终端2存在多种实现方式，其中一种较优的实施例包括如下模块：

同步模数转换单元21，其用于收集数据采集电路1中采集的模拟信号并转换为数字信号；

数字信号处理单元22，其用于接受同步模数转换单元21传递的数字信号，将数字信号提取特征量，还用于对特征量进行比对，将比对结果、特征量和时间信息封成数据包；

通讯单元23，其用于将数字信号处理单元22的数据包转发送给智能监测站3。

具体的，在本实施例中，如图4所示，采集得到的模拟信号进入同步模数转换单元21前还经过信号调理电路将信号放大，再由数字信号处理单元22内的模数转换芯片ADC进行模拟信号数字化，通过DSP及FFT算法实现对采集数据的特征量提取，对提取的特征量进行简单分析，超过阈值的数据直接和采样时刻信息封包，对于未超阈值的数据定期封包。而每次进行数模转换采集特征值的时刻由北斗同步数据采集控制单元进行控制。而通讯单元23在本实施例中采用无线传输，即通讯单元23向智能监测站3发送数据包通过无线信号传递。

更进一步的，在一些更优实施例中，还设置有集控中心4，集控中心4和一定区域内的所有的智能监测站3信号连接，用于接收智能监测站3的数据，建立大数据库，对整体的变电站运营起到指导的作用。

本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采集变电站中变压器的每一相的电压互感器二次电压、每一相母线PT的二次电压、以及每一相电压互感器高压尾端的一次电流；

S2.将采集得到的模拟信号转换为数字信号，并提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形；

S3.将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对，当未设置母线PT时，将同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报；

S4.将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对，当被测一次电流波形与一次电流故障波形库中任意一个波形相符时，发出警报。

2.根据权利要求1所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，步骤S3中，包括如下步骤：

设置幅值警报阈值和相位警报阈值；

选择一相电压互感器，计算该电压互感器和同相的母线PT的二次电压的幅值偏差、相位偏差；当未设置母线PT时，分别计算该电压互感器与同一个变压器的所有其他相电压互感器的二次电压的幅值偏差和相位偏差；

选择其他相电压互感器，重复上述步骤，直至选择完所有电压互感器；

当任意一个幅值偏差结果超出幅值警报阈值时，发出警报；

当任意一个相位偏差结果超出相位警报阈值时，发出警报。

3.根据权利要求2所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，步骤S3中没有发出警报时，还包括步骤：

预设电压特征量数据库，包括多个时刻两相电压互感器的电压特征量、以及同一相的电压互感器和母线PT的电压特征量；

计算电压特征量数据库中每一时刻两相电压互感器的幅值偏差和相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差和相位偏差；

将计算同一变压器得到的两相电压互感器的幅值偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的幅值偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的幅值偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报；

将计算同一变压器得到的两相电压互感器的相位偏差、以及同一相的电压互感器和母线PT的相位偏差，分别与计算电压特征量数据库得到的每一时刻对应的相位偏差求差值，当任意一个差值的绝对值超过预设值时，发出警报。

4.根据权利要求3所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，所述电压特征量数据库建立包括：

记录首次检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；

分别记录周期性检修时刻下，每个未故障电压互感器和母线PT的电压特征量；

上述记录归纳成为电压特征量数据库。

5.根据权利要求2所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于：所述二次电压的幅值偏差由以下方法计算：

其中：

为幅值偏差；

为待测电压互感器的二次电压幅值；

为与待测电压互感器同一母线的PT二次电压幅值，或与待测电压互感器不同 母线的其他相电压互感器的二次电压幅值；

所述二次电压的相位偏差由以下方法计算：

其中：

为相位偏差；

为待测电压互感器的二次电压相位；

为与待测电压互感器同一母线的PT二次电压相位，或与待测电压互感器不同 母线的其他相电压互感器的二次电压相位；

当

或

超出阈值时，发出警报。

6.根据权利要求1所述的一种变电站电压互感器在线监测方法，其特征在于，所述一次电流故障波形库由如下方法建立：

将作为标准的电压互感器设备的高压臂电容器部分电容短路，记录高压尾端一次电流的波形；

将作为标准的电压互感器设备的系统电压变化，分别记录每次变化后的高压尾端一次电流的波形；

将作为标准的电压互感器设备进行突然带电、突然失电、电压互感器放电、重合闸和电压波动操作，记录每次操作后的高压尾端一次电流的波形；

所述高压尾端一次电流的波形集合作为一次电流故障波形库。

7.一种变电站电压互感器在线监测装置，其特征在于：

数据采集电路（1），有多个，其分别连接于变电站中变压器的每一相的电压互感器和母线PT，用于采集电压互感器的二次电压、电压互感器的高压尾端的一次电流波形和母线PT的二次电压数据；

智能同步监测终端（2），有多个，每个智能同步监测终端（2）和一相上所有的数据采集电路（1）信号连接，用于收集数据采集电路（1）采集的模拟信号并转化为数字信号，提取特征量，所述特征量分为电压特征量和电流特征量，所述电压特征量包括二次电压的幅值和二次电压的相位，所述电流特征量包括一次电流的波形，所述智能同步监测终端（2）还用于将同一相上的电压互感器和母线PT的电压特征量进行比对、以及将每一相电压互感器的高压尾端的一次电流波形与预设的一次电流故障波形库相比对；

智能监测站（3），其通过多路合并控制单元（31）和同一个变电站中所有的智能同步监测终端（2）信号连接，接收智能同步监测终端（2）测得的特征量以及比对结果，同时进行同一个变压器的任意两相电压互感器的电压特征量进行比对，当任意一项比对结果超出预设值时，发出警报。

8.根据权利要求7所述的一种变电站电压互感器在线监测装置，其特征在于，所述数据采集电路（1）包括：

电压采集电路（11），其设置于每一相电压互感器的二次电压端以及母线PT的二次电压端，采集每一相电压互感器的二次电压以及母线PT的二次电压信号；

电流采集电路（12），其设置于每一相电压互感器的高压尾端，采集高压尾端的一次电流信号。

9.根据权利要求7所述的一种变电站电压互感器在线监测装置，其特征在于：所述智能同步监测终端（2）包括：

同步模数转换单元（21），其用于收集数据采集电路（1）中采集的模拟信号并转换为数字信号；

数字信号处理单元（22），其用于接受同步模数转换单元（21）传递的数字信号，将数字信号提取特征量，还用于对特征量进行比对，将比对结果、特征量和时间信息封成数据包；

通讯单元（23），其用于将数字信号处理单元（22）的数据包转发送给智能监测站（3）。

10.根据权利要求7所述的一种变电站电压互感器在线监测装置，其特征在于，还包括集控中心（4），所述集控中心（4）和所有的智能监测站（3）信号连接，收集智能监测站（3）的数据并建立数据库。

Images