CN114002551B - 一种基于二次电压特征的cvt故障确定方法及装置 - Google Patents

一种基于二次电压特征的cvt故障确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法及装置，所述方法包括：采集关于CVT的二次电压波形；识别所述二次电压波形并从所述二次电压波形中提取若干个电压特征；利用所述若干个电压特征进行故障检测；根据所述故障检测的检测结果确定故障类型。本发明可以采集CVT的二次电压波形，并从二次电压波形中提取对应的判断故障所需的电压特征，然后分别对每个电压特征进行检测，以确定CVT的具体故障类型，本发明不但可以提高CVT故障的检测准确率，同时也可以有针对性的进行检测，缩短报警时长，提高报警和维修效率。

Description

一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法及装置
技术领域
本发明涉及器件检测的技术领域，尤其涉及一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法及装置。
背景技术
电容式电压互感器(简称CVT)是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器。由于电容式电压互感器是电力系统进行保护和测量的一种重要元件，为了让电力系统稳定运行，需要对其进行相应的安全检测。
目前常用的检测方式是采集CVT的二次电压，通过观测CVT二次电压的变化(例如二次电压幅值整体上出线明显升高或降低)来确定CVT是否存在异常运行状态，若存在异常运行状态则进行异常报警操作，以提醒运维人员开展对应的维修工作。
但目前常用的检测方式有如下技术问题：由于CVT结构复杂，且电力系统电路的连接杂乱，所以造成CVT的异常和缺陷的来源有多种，而通过简单的电压变化只能确定CVT是否存在异常运行状态，难以确定具体的故障类型，使得运维人员需要在现场进行二次检测以确定具体的故障类型，增加了维修难度；而且每次进行异常报警时均是在二次电压的幅值出现明显升高或降低，甚至完全消失时才能对设备及二次回路的异常状态进行报警，造成报警延迟，导致运维人员无法及时进行维修工作，也增加了CVT的异常运行时间，降低了CVT使用寿命和系统的稳定性。
发明内容
本发明提出一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法及装置，所述方法可以采集关于CVT的二次电压的电压特征，从而根据电压特征准确确定CVT的故障类型，提高检测的准确率。
本发明实施例的第一方面提供了一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法，所述方法包括：采集关于CVT的二次电压波形；
识别所述二次电压波形并从所述二次电压波形中提取若干个电压特征；
利用所述若干个电压特征进行故障检测；
根据所述故障检测的检测结果确定故障类型。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述若干个电压特征包括电压峰值斜率、高次谐波占比升高次数和零伏电压断开次数；
所述利用所述若干个电压特征进行故障检测，包括：
分别判断所述电压峰值斜率是否等于零、判断所述高次谐波占比升高次数是否大于预测升高次数以及判断所述零伏电压断开次数是否等于零。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述故障检测的检测结果确定故障类型，包括：
当所述电压峰值斜率不等于零、高次谐波占比升高次数大于预测升高次数且所述零伏电压断开次数不等于零时，则确定CVT为分压电容低压端子未接地故障；
否则，则确定CVT为非分压电容低压端子未接地故障。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述从所述二次电压波形中提取若干个电压特征，包括：
从所述二次电压波形中分别截取多个峰值波形、多个高次谐波波形和多个零伏波形；
计算每个所述峰值波形对应的斜率得到电压峰值斜率；
从所述多个高次谐波波形中筛选若干个占比升高波形，并统计所述若干个占比升高波形的次数得到高次谐波占比升高次数；
从所述多个零伏波形中筛选若干个断开波形，并统计所述若干个断开波形的个数得到零伏电压断开次数。
本发明实施例的第二方面提供了一种基于二次电压特征的CVT故障确定装置，所述装置包括：
采集模块，用于采集关于CVT的二次电压波形；
识别与提取模块，用于识别所述二次电压波形并从所述二次电压波形中提取若干个电压特征；
检测模块，用于利用所述若干个电压特征进行故障检测；
确定模块，用于根据所述故障检测的检测结果确定故障类型。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述若干个电压特征包括电压峰值斜率、高次谐波占比升高次数和零伏电压断开次数；
所述检测模块还用于：
分别判断所述电压峰值斜率是否等于零、判断所述高次谐波占比升高次数是否大于预测升高次数以及判断所述零伏电压断开次数是否等于零。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述确定模块还用于：
当所述电压峰值斜率不等于零、高次谐波占比升高次数大于预测升高次数且所述零伏电压断开次数不等于零时，则确定CVT为分压电容低压端子未接地故障；
否则，则确定CVT为非分压电容低压端子未接地故障。
在第二方面的一种可能的实现方式中，所述识别与提取模块还用于：
从所述二次电压波形中分别截取多个峰值波形、多个高次谐波波形和多个零伏波形；
计算每个所述峰值波形对应的斜率得到电压峰值斜率；
从所述多个高次谐波波形中筛选若干个占比升高波形，并统计所述若干个占比升高波形的次数得到高次谐波占比升高次数；
从所述多个零伏波形中筛选若干个断开波形，并统计所述若干个断开波形的个数得到零伏电压断开次数。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法及装置，其有益效果在于：本发明可以采集CVT的二次电压波形，并从二次电压波形中提取对应的判断故障所需的电压特征，然后分别对每个电压特征进行检测，以确定CVT的具体故障类型，本发明不但可以提高CVT故障的检测准确率，同时也可以有针对性的进行检测，缩短报警时长，提高报警和维修效率。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的典型的互感器保护测控回路的电路原理图；
图2是本发明一实施例提供的一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法的操作流程图；
图3是本发明一实施例提供的二次电压波形的波形示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种基于二次电压特征的CVT故障确定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
参照图1，示出了本发明一实施例提供的典型的互感器保护测控回路的电路原理图。目前常用的检测方式有如下技术问题：由于CVT结构复杂，且电力系统电路的连接杂乱，所以造成CVT的异常和缺陷的来源有多种，而通过简单的电压变化只能确定CVT是否存在异常运行状态，难以确定具体的故障类型，使得运维人员需要在现场进行二次检测以确定具体的故障类型，增加了维修难度；而且每次进行异常报警时均是在二次电压的幅值出现明显升高或降低，甚至完全消失时才能对设备及二次回路的异常状态进行报警，造成报警延迟，导致运维人员无法及时进行维修工作，也增加了CVT的异常运行时间，降低了CVT使用寿命和系统的稳定性。
为了解决上述问题，下面将通过以下具体的实施例对本申请实施例提供的一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法进行详细介绍和说明。
参照图2，示出了本发明一实施例提供的一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法的流程示意图。
在一实施例中，所述方法可以电力系统的测控装置，该装置的采样率可以达到几千甚至1Mhz，一方面可以提升波形特征量辨识能力，以提高采样率，一另一方面，可以对测得的波形进行识别。由于不同的故障缺陷会导致不同的二次电压畸变，而这些畸变往往很小，无法被传统的保护测控装置通过低采样率的测量发现，往往具备非常明显的波形特征，导致延长了故障的报警时间。通过高采样率和高识别能力的测控装置对这些波性特征进行识别，就可以明确区分各类缺陷，引导运维人员及时且准确地对CVT进行维修，提高维修效率。
需要说明的是，测控装置的采样率需要满足一定要求(如6kS/s或更高)。
其中，作为示例的，所述基于二次电压特征的CVT故障确定方法，可以包括：
S11、采集关于CVT的二次电压波形。
在实际操作中，可以实时采集CVT的二次电压，根据二次电压绘制对应的二次电压波形，得到二次电压波形。
S12、识别所述二次电压波形并从所述二次电压波形中提取若干个电压特征。
由于二次电压波形中包含各种各样的特征，可以对二次电压波形进行波形识别，然后对识别后的二次电压波形进行特征提取，从而得到若干个电压特征。
可选的，电压特征可以包含电压幅值、电压频率、时间节点、波形占比等等。
可以通过提取不同的特征进行不同故障类型的检测，以提高故障检测的准确率。
参照图3，示出了本发明一实施例提供的二次电压波形的波形示意图。
在一可选的实施例中，所述若干个电压特征包括电压峰值斜率、高次谐波占比升高次数和零伏电压断开次数，可选地，步骤S12可以包括以下子步骤：
子步骤S121、从所述二次电压波形中分别截取多个峰值波形、多个高次谐波波形和多个零伏波形。
子步骤S122、计算每个所述峰值波形对应的斜率得到电压峰值斜率。
具体地，该电压峰值斜率在二次电压波形在峰值处的波峰斜率。
子步骤S123、从所述多个高次谐波波形中筛选若干个占比升高波形，并统计所述若干个占比升高波形的次数得到高次谐波占比升高次数。
该高次谐波占比升高次数为谐波含量升高超过阈值的次数，例如，谐波含量达到4％以上。
子步骤S124、从所述多个零伏波形中筛选若干个断开波形，并统计所述若干个断开波形的个数得到零伏电压断开次数。
零伏电压断开次数为二次电压波形中在零伏处波形断开的次数。
S13、利用所述若干个电压特征进行故障检测。
可以利用若干个电压特征分别进行对应的特征判断，以完成故障检测，从而确定CVT的具体故障类型。
在一实施例中，所述若干个电压特征包括电压峰值斜率、高次谐波占比升高次数和零伏电压断开次数。
在其中一种的实施例中，步骤S13可以包括以下子步骤：
子步骤S131、分别判断所述电压峰值斜率是否等于零、判断所述高次谐波占比升高次数是否大于预测升高次数以及判断所述零伏电压断开次数是否等于零。
S14、根据所述故障检测的检测结果确定故障类型。
在一实施例中，步骤S14可以包括以下子步骤：
子步骤S141、当所述电压峰值斜率不等于零、高次谐波占比升高次数大于预测升高次数且所述零伏电压断开次数不等于零时，则确定CVT为分压电容低压端子未接地故障；
子步骤S142、否则，则确定CVT为非分压电容低压端子未接地故障。
具体地，若电压峰值斜率不等于零，则说明二次电压波形在峰值处出现变化波动，该变化波动可能是突然降低和上升过程；若高次谐波占比升高次数大于预测升高次数，则说明二次电压波形有多次谐波占比升高；若零伏电压断开次数不等于零，则说明二次电压波形在上下交替期间出现中断的情况或电压不稳定的情况。
当CVT均出现上述情况时，可以判断CVT为分压电容低压端子未接地故障，否则判断CVT为非分压电容低压端子未接地故障。
可选地，在确定CVT为分压电容低压端子未接地故障后，所述方法可以包括：
生成并发送分压电容低压端子未接地故障提示信息至后台服务器，供后台服务器执行对应的报警操作。
该后台服务器可以为与测控装置连接的后台服务器，该后台服务器可以与多个用户终端连接，并在出现故障时向用户终端发送提示信息，以提醒用户终端的用户进行对应的维修。
在本实施例中，本发明实施例提供了一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法，其有益效果在于：本发明可以采集CVT的二次电压波形，并从二次电压波形中提取对应的判断故障所需的电压特征，然后分别对每个电压特征进行检测，以确定CVT的具体故障类型，本发明不但可以提高CVT故障的检测准确率，同时也可以有针对性的进行检测，缩短报警时长，提高报警和维修效率。
本发明实施例还提供了一种基于二次电压特征的CVT故障确定装置，参见图4，示出了本发明一实施例提供的一种基于二次电压特征的CVT故障确定装置的结构示意图。
其中，作为示例的，所述基于二次电压特征的CVT故障确定装置可以包括：
采集模块401，用于采集关于CVT的二次电压波形；
识别与提取模块402，用于识别所述二次电压波形并从所述二次电压波形中提取若干个电压特征；
检测模块403，用于利用所述若干个电压特征进行故障检测；
确定模块404，用于根据所述故障检测的检测结果确定故障类型。
可选地，所述若干个电压特征包括电压峰值斜率、高次谐波占比升高次数和零伏电压断开次数；
所述检测模块还用于：
分别判断所述电压峰值斜率是否等于零、判断所述高次谐波占比升高次数是否大于预测升高次数以及判断所述零伏电压断开次数是否等于零。
可选地，所述确定模块还用于：
当所述电压峰值斜率不等于零、高次谐波占比升高次数大于预测升高次数且所述零伏电压断开次数不等于零时，则确定CVT为分压电容低压端子未接地故障；
否则，则确定CVT为非分压电容低压端子未接地故障。
可选地，所述识别与提取模块还用于：
从所述二次电压波形中分别截取多个峰值波形、多个高次谐波波形和多个零伏波形；
计算每个所述峰值波形对应的斜率得到电压峰值斜率；
从所述多个高次谐波波形中筛选若干个占比升高波形，并统计所述若干个占比升高波形的次数得到高次谐波占比升高次数；
从所述多个零伏波形中筛选若干个断开波形，并统计所述若干个断开波形的个数得到零伏电压断开次数。
进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备，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如上述实施例所述的基于二次电压特征的CVT故障确定方法。
进一步的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述实施例所述的基于二次电压特征的CVT故障确定方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，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。

Claims (8)

1.一种基于二次电压特征的CVT故障确定方法，其特征在于，所述方法包括：
采集关于CVT的二次电压波形；
识别所述二次电压波形并从所述二次电压波形中提取若干个电压特征；
利用所述若干个电压特征进行故障检测；
根据所述故障检测的检测结果确定故障类型；
所述若干个电压特征包括电压峰值斜率、高次谐波占比升高次数和零伏电压断开次数；
所述利用所述若干个电压特征进行故障检测，包括：
分别判断所述电压峰值斜率是否等于零、判断所述高次谐波占比升高次数是否大于预测升高次数以及判断所述零伏电压断开次数是否等于零。
2.根据权利要求1所述的基于二次电压特征的CVT故障确定方法，其特征在于，所述根据所述故障检测的检测结果确定故障类型，包括：
当所述电压峰值斜率不等于零、高次谐波占比升高次数大于预测升高次数且所述零伏电压断开次数不等于零时，则确定CVT为分压电容低压端子未接地故障；
否则，则确定CVT为非分压电容低压端子未接地故障。
3.根据权利要求1所述的基于二次电压特征的CVT故障确定方法，其特征在于，所述从所述二次电压波形中提取若干个电压特征，包括：
从所述二次电压波形中分别截取多个峰值波形、多个高次谐波波形和多个零伏波形；
计算每个所述峰值波形对应的斜率得到电压峰值斜率；
从所述多个高次谐波波形中筛选若干个占比升高波形，并统计所述若干个占比升高波形的次数得到高次谐波占比升高次数；
从所述多个零伏波形中筛选若干个断开波形，并统计所述若干个断开波形的个数得到零伏电压断开次数。
4.一种基于二次电压特征的CVT故障确定装置，其特征在于，所述装置包括：
采集模块，用于采集关于CVT的二次电压波形；
识别与提取模块，用于识别所述二次电压波形并从所述二次电压波形中提取若干个电压特征；
检测模块，用于利用所述若干个电压特征进行故障检测；
确定模块，用于根据所述故障检测的检测结果确定故障类型；
所述若干个电压特征包括电压峰值斜率、高次谐波占比升高次数和零伏电压断开次数；
所述检测模块还用于：
分别判断所述电压峰值斜率是否等于零、判断所述高次谐波占比升高次数是否大于预测升高次数以及判断所述零伏电压断开次数是否等于零。
5.根据权利要求4所述的基于二次电压特征的CVT故障确定装置，其特征在于，所述确定模块还用于：
当所述电压峰值斜率不等于零、高次谐波占比升高次数大于预测升高次数且所述零伏电压断开次数不等于零时，则确定CVT为分压电容低压端子未接地故障；
否则，则确定CVT为非分压电容低压端子未接地故障。
6.根据权利要求4所述的基于二次电压特征的CVT故障确定装置，其特征在于，所述识别与提取模块还用于：
从所述二次电压波形中分别截取多个峰值波形、多个高次谐波波形和多个零伏波形；
计算每个所述峰值波形对应的斜率得到电压峰值斜率；
从所述多个高次谐波波形中筛选若干个占比升高波形，并统计所述若干个占比升高波形的次数得到高次谐波占比升高次数；
从所述多个零伏波形中筛选若干个断开波形，并统计所述若干个断开波形的个数得到零伏电压断开次数。
7.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-3任意一项所述的基于二次电压特征的CVT故障确定方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-3任意一项所述的基于二次电压特征的CVT故障确定方法。
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