CN114839438B - 一种基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法，包括以下步骤：1）避雷器运行电压与泄漏电流的采集；2）避雷器泄漏电流谐波成分计算；3）基于谐波电流对避雷器状态特征系数的计算；4）根据避雷器状态特征系数，对避雷器运行状态进行分析，对可能存在受潮情况的避雷器进行进一步诊断，判断受潮位置是避雷器的顶部还是底部。本发明通过基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法及系统，能够对氧化锌避雷器的运行状态进行较为精确的监测与评估，提升变电设备管理水平。

Description

一种基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法
技术领域
本发明属于电气设备状态监测领域，具体来说，涉及一种基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法。
背景技术
避雷器是电力系统的重要设备，能够泄放各类过电压，对电力系统的其他设备起到保护作用，因此避雷器本身的运行状态对电力系统的正常平稳运行极其关键。
随着电气装备的迭代发展，氧化锌避雷器凭借其优良的动作特性、强大的通流能力在现代电力系统中得以大量应用，但氧化锌阀片也存在老化或者受潮等问题，影响避雷器的正常应用。目前对避雷器的监测主要依赖避雷器带电检测、例行停电试验，而带电检测往往只关注泄漏电流，缺乏诊断机制，停电试验周期长，不能对周期内的设备实时关注。目前也有一部分避雷器在线监测系统，但使用的在线监测系统只考虑到泄漏电流，没有加以参考电压进行分析，影响到测试结果。
因此，有必要对在线监测系统进行完善，准确分析阻性电流，各次谐波电流，并能够对避雷器的运行状态进行初步分析诊断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对避雷器阻性电流、谐波电流进行计算分析，并计算氧化锌避雷器运行特征系数，实现氧化锌避雷器较为准确的状态监测的基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法。
本发明的技术解决方案是：
一种基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法，其特征是：是基于避雷器泄漏电流中阻性谐波分量的变化、占比来对避雷器进行状态监测与故障诊断方法，包括以下步骤：
(1)采集避雷器泄漏电流信号，通过泄漏电流互感器采集避雷器运行时的泄漏电流i；
(2)同步采集避雷器高压侧的电压信号u，通过电压互感器同步采集避雷器高压侧的运行参考电压；
(3)根据泄漏电流、参考电压同步信号，用FFT算法计算参考电压信号下的电流各分量，包括全电流有效值、阻性电流峰值、3次谐波阻性电流峰值、5次谐波阻性电流峰值、7次谐波阻性电流峰值；
(4)分别计算谐波电流特征系数k1、k2、k3、k4、k5，
Figure GDA0004175238440000021
Figure GDA0004175238440000022
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Figure GDA0004175238440000023
Figure GDA0004175238440000024
Figure GDA0004175238440000025
式中，Irp为阻性电流峰值，Irp0为阻性电流峰值初值，Ix为全电流有效值，Ix0为全电流有效值初值，I3rp为3次谐波电流峰值，I5rp为5次谐波电流峰值，I7rp为7次谐波电流峰值；
(5)根据谐波电流特征系数进行避雷器状态分析。
步骤(5)的进行避雷器状态分析包括：
a、若k1<＝35％且k2<＝25％，避雷器状态正常，否则避雷器可能存在异常状况；
b、若k4>35％且k5>5％,避雷器可能存在受潮，否则避雷器可能阀片老化；
c、若避雷器可能受潮，若k3>3,则避雷器可能顶部受潮，否则可能底部受潮。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
对氧化锌避雷器运行状态进行实时监测，并实时分析泄漏电流的阻性分量以及各次谐波分量，根据谐波分量、阻性分量的情况对避雷器的运行状态进行分析，并能区分阀片老化与阀片受潮缺陷，对阀片受潮能够给出初步位置判断，该方法能够显著提升避雷器的状态监测水平，并对避雷器的故障给出指导性意见，具有很强的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的流程图。
图2为本发明采用的监测系统示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施案例对本发明进行深入地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
1)基于避雷器泄漏电流中阻性谐波分量的变化、占比来对避雷器进行状态监测与故障诊断的方法，能够较准确的反应避雷器的健康状况以及故障类别及位置，所述方法步骤为：
(1)通过电流采集系统采集避雷器泄漏电流信号，通过微安表采集避雷器运行时的泄漏电流i；
(2)通过电压采集系统同步采集避雷器高压侧的电压信号u，通过电压互感器同步采集避雷器高压侧的运行参考电压；
(3)根据泄漏电流、参考电压同步信号，通过数据处理系统，用FFT算法计算参考电压信号下的电流各分量，全电流有效值、阻性电流峰值、3次谐波阻性电流峰值、5次谐波阻性电流峰值、7次谐波阻性电流峰值；
(4)分别计算谐波电流特征系数k1、k2、k3、k4、k5，
Figure GDA0004175238440000041
Figure GDA0004175238440000042
Figure GDA0004175238440000043
Figure GDA0004175238440000044
Figure GDA0004175238440000045
式中，Irp为阻性电流峰值，Irp0为阻性电流峰值初值，Ix为全电流有效值，Ix0为全电流有效值初值，I3rp为3次谐波电流峰值，I5rp为5次谐波电流峰值，I7rp为7次谐波电流峰值。
(5)根据谐波电流特征系数进行避雷器状态分析：
1、若k1<＝35％且k2<＝25％,避雷器状态正常，否则避雷器可能存在异常状况；
2、若k4>35％且k5>5％,避雷器可能存在受潮，否则避雷器可能阀片老化；
3、若避雷器可能受潮，若k3>3,则避雷器可能顶部受潮，否则可能底部受潮。
下面列举一个实施例子。
本文对110kV系统用氧化锌避雷器分别设计了阀片老化、顶部阀片受潮、底部阀片受潮缺陷，并对其进行运行电压下的数据分析。无缺陷避雷器：
Figure GDA0004175238440000051
阀片老化缺陷：
Figure GDA0004175238440000052
k1＝25.57％、k2＝37.50％、k3＝0.63、k4＝11.36％、k5＝2.43％
顶部阀片受潮缺陷：
Figure GDA0004175238440000053
Figure GDA0004175238440000061
k1＝38.28％、k2＝26.03％、k3＝4.45、k4＝35.59％、k5＝7.65％
底部阀片受潮缺陷：
Figure GDA0004175238440000062
k1＝35.15％、k2＝25.42％、k3＝2.70、k4＝36.42％、k5＝7.69％
从上述试验数据来看，本文所述一种基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法能够准确的判断出氧化锌避雷器的运行状态及缺陷类型。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换。

Claims (1)

1.一种基于泄漏电流谐波成分的氧化锌避雷器状态评估方法，其特征是：是基于避雷器泄漏电流中阻性谐波分量的变化、占比来对避雷器进行状态监测与故障诊断方法，包括以下步骤：
(1)采集避雷器泄漏电流信号，通过泄漏电流互感器采集避雷器运行时的泄漏电流i；
(2)同步采集避雷器高压侧的电压信号u，通过电压互感器同步采集避雷器高压侧的运行参考电压；
(3)根据泄漏电流、参考电压同步信号，用FFT算法计算参考电压信号下的电流各分量，包括全电流有效值、阻性电流峰值、3次谐波阻性电流峰值、5次谐波阻性电流峰值、7次谐波阻性电流峰值；
(4)分别计算谐波电流特征系数k1、k2、k3、k4、k5，
Figure FDA0004175238430000011
Figure FDA0004175238430000012
Figure FDA0004175238430000013
Figure FDA0004175238430000014
Figure FDA0004175238430000015
式中，Irp为阻性电流峰值，Irp0为阻性电流峰值初值，Ix为全电流有效值，Ix0为全电流有效值初值，I3rp为3次谐波电流峰值，I5rp为5次谐波电流峰值，I7rp为7次谐波电流峰值；
(5)根据谐波电流特征系数进行避雷器状态分析；
步骤(5)的进行避雷器状态分析包括：
a、若k1<＝35％且k2<＝25％，避雷器状态正常，否则避雷器存在异常状况；
b、若k4>35％且k5>5％，避雷器存在受潮，否则避雷器阀片老化；
c、若避雷器受潮，若k3>3,则避雷器顶部受潮，否则底部受潮。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102033184A (zh) * 2011-01-20 2011-04-27 东北电力科学研究院有限公司 避雷器电压分布无线测量系统
CN105954632A (zh) * 2016-07-01 2016-09-21 国网江苏省电力公司宿迁供电公司 一种氧化锌避雷器在线监测与诊断方法
CN107367673A (zh) * 2017-08-16 2017-11-21 上海电力学院 一种避雷器阀片电阻运行状态诊断方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1123777C (zh) * 2000-01-14 2003-10-08 宜兴市供电局 避雷器的在线测试方法和装置
KR100998577B1 (ko) * 2007-08-29 2010-12-07 주식회사 와튼 전력변환장치의 노화상태 진단장치 및 이의 진단방법
CN205786925U (zh) * 2016-07-01 2016-12-07 国网江苏省电力公司宿迁供电公司 一种氧化锌避雷器在线监测与诊断装置
CN107688113A (zh) * 2017-08-16 2018-02-13 上海电力学院 一种避雷器泄露电流成分分析方法及系统
CN108333457A (zh) * 2018-05-08 2018-07-27 湖南长高思瑞自动化有限公司 基于物联网通信的避雷器在线监测方法及装置
CN109324223A (zh) * 2018-07-30 2019-02-12 宜宾志源高压电器有限公司 一种高原型氧化锌避雷器在线监测方法
KR102091257B1 (ko) * 2019-06-25 2020-03-19 주식회사 대광전력 변전소용 피뢰기 열화 진단 방법 및 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102033184A (zh) * 2011-01-20 2011-04-27 东北电力科学研究院有限公司 避雷器电压分布无线测量系统
CN105954632A (zh) * 2016-07-01 2016-09-21 国网江苏省电力公司宿迁供电公司 一种氧化锌避雷器在线监测与诊断方法
CN107367673A (zh) * 2017-08-16 2017-11-21 上海电力学院 一种避雷器阀片电阻运行状态诊断方法

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