CN115032461A - 一种无汇流母线cvt电容量异常诊断方法及相关装置 - Google Patents

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CN115032461A CN202210655581.7A CN202210655581A CN115032461A CN 115032461 A CN115032461 A CN 115032461A CN 202210655581 A CN202210655581 A CN 202210655581A CN 115032461 A CN115032461 A CN 115032461A
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陈贤熙
刘少辉
涂琬婧
马榕嵘
赖艳珊
曾庆辉
王志刚
何胜红
张伟忠
陈志平
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Abstract

本申请公开了一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法及相关装置，包括：根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，比较对象为CVT或PT；从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，比较对象的二次电压历史数据；建立待诊断CVT二次电压与比较对象的二次电压的相关关系，并构建相关关系随时间变化的曲线图；设定曲线图的波动范围，当曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。本申请引入相互比较的对象，能真实反映电力线路的电压情况，同时引入相关系数，能有效发现CVT设备潜在的绝缘缺陷，解决了现有技术对无汇流母线CVT电容量无法准确、真实地进行分析的问题。

Description

一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法及相关装置
技术领域
本申请涉及电力设备状态分析技术领域，尤其涉及一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法及相关装置。
背景技术
CVT简称电容式电压互感器，用于线路电压的测量及继电保护功能的实现。CVT的部分电容元件长期在高电压、强电场的作用下会劣化击穿，导致CVT的电容量发生变化，相应的电容分压比会发生变化；根据变电站电气接线方式的差异，对CVT电容量监测的异常的判定方法也不同；对于无汇流母线的接线方式的判定方法适用于线路CVT没有接在汇流母线上，且该线路只安装了一相CVT的情况。
目前，对无汇流母线的判定方法是通过CVT二次电压实时数据与其历史数据进行比较，若数据出现较大的偏差，则诊断电容量可能出现异常；然而该判定方法存在以下问题：1)无法找到一个可参考的对象进行相互比较，通过CVT二次电压反映电力线路真实电压的说服力不强。对于有汇流母线的CVT，其二次电压可以与汇流母线上的其他CVT二次电压相互参考比较，若CVT二次电压发生了变化，但汇流母线上的其他CVT二次电压仍然平稳，则说明电压异常的CVT出现电容量异常的可能性很大，数据说服力很强。对于同一电力线路的三相CVT，三相CVT的二次电压之间相互比较，数据说服力同样很强；2)同一CVT不同时段的电压值可比性不强。电力线路的电压受到电网负荷、谐波、功率因素、电力线路长度等因素的影响，在不同时间段的幅值是不一样，其变化规律无法用一个综合参数表征，导致同一CVT不同时间段的二次电压数据具有离散性。从而导致现有的判定方法对无汇流母线CVT电容量无法准确、真实地进行分析。
发明内容
本申请提供了一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法及相关装置，用于解决现有技术对无汇流母线CVT电容量无法准确、真实地进行分析的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，所述方法包括：
根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，所述比较对象为CVT或PT；
从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，以及所述比较对象的二次电压历史数据；
建立待诊断CVT二次电压与所述比较对象的二次电压的相关关系，并构建所述相关关系随时间变化的曲线图；
设定所述曲线图的波动范围，当所述曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。
可选地，所述根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，所述比较对象为CVT或PT，具体包括：
当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，则将同一线路对侧变电站的CVT或PT作为比较对象，否则将同侧变电站的变压器低压侧CVT或PT作为比较对象。
可选地，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，所述相关关系为：
Figure BDA0003689339810000021
式中，p为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压。
可选地，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站没有安装CVT或PT，所述相关关系为：
Figure BDA0003689339810000022
式中，p′为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压，k为变压器变比。
本申请第二方面提供一种无汇流母线CVT电容量异常诊断系统，所述系统包括：
选取单元，用于根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，所述比较对象为CVT或PT；
获取单元，用于从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，以及所述比较对象的二次电压历史数据；
构建单元，用于建立待诊断CVT二次电压与所述比较对象的二次电压的相关关系，并构建所述相关关系随时间变化的曲线图；
分析单元，用于设定所述曲线图的波动范围，当所述曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。
可选地，所述选取单元，具体用于：
当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，则将同一线路对侧变电站的CVT或PT作为比较对象，否则将同侧变电站的变压器低压侧CVT或PT作为比较对象。
可选地，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，所述相关关系为：
Figure BDA0003689339810000031
式中，p为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压。
可选地，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站没有安装CVT或PT，所述相关关系为：
Figure BDA0003689339810000032
式中，p′为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压，k为变压器变比。
本申请第三方面提供一种无汇流母线CVT电容量异常诊断设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法的步骤。
本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，包括：根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，比较对象为CVT或PT；从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，以及比较对象的二次电压历史数据；建立待诊断CVT二次电压与比较对象的二次电压的相关关系，并构建相关关系随时间变化的曲线图；设定曲线图的波动范围，当曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。
本申请的基于CVT二次电压监测，提出了CVT电容量异常的诊断方法，即利用线路对侧CVT或PT进行电压比较，或利用变压器低压侧CVT或PT进行电压比较，该方法通过引入相互比较的对象，能够更加真实反映电力线路的电压情况。同时，引入相关系数p或p′作为二次电压异常的关键判据，p或p′的波动真实反映电容量异常情况下CVT二次电压的变化情况，计算过程简单，且对电容量异常变化的预警灵敏，能够有效发现CVT设备潜在的绝缘缺陷，有效保障电力设备的安全，进一步地，该方法还可以根据相关系数p或p′突变的时刻推断出CVT电容发生击穿的时刻。从而解决了现有技术对无汇流母线CVT电容量无法准确、真实地进行分析的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法实施例的流程示意图；
图2为本申请实施例中提供的电力线路两侧CVT或PT的电气接线图；
图3为本申请实施例中提供的变电器两侧测量电压的电气接线图
图4为本申请实施例中提供的相关关系随时间变化的曲线图；
图5为本申请实施例中提供的一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
术语解释：
汇流母线：在发电厂和变电站的各电压等级变电装置中，将发电机、变压器及各种电气设备连接的导线称为汇流母线，汇流母线起到汇集、分配和传输电能的作用。无汇流母线最常见的情况是发电机或低压用户设备经过变压器后直接通过输电线路接入电网，在变电站内不产生电能的汇集。
CVT：电容式电压互感器的简称。CVT由串联电容分压器分压，再由电磁式变压器降压和隔离，实现将电气设备一次高电压转变成二次低电压，用于线路电压的测量及继电保护功能的实现。
以下为本申请基于以下两种情况提出本技术方案的原理说明：
情况一：一条电力线路连接两个或以上变电站，无汇流母线CVT虽然在同侧变电站没有可相互比较参考的同类型电压测量设备，但在同一条线路的对侧变电站仍可能找到可相互比较参考的电压测量设备，例如线路对侧安装了测量电压的CVT或PT(PT为电磁式电压互感器的简称，利用SF6气体绝缘，绝缘损坏导致的故障是瞬时性的，没有故障的情况下电压输出十分稳定)，此时线路两侧的电压测量设备CVT或PT处于同一个电压节点上，即使线路两侧的CVT或PT生产厂家不同、型号不同、电气参数不同，造成两者测量输出的二次电压存在差异，但总体上，两者受到电力负荷、谐波变化、功率因素等出现的二次电压波动的趋势是一致的，假设需要监测的CVT二次电压为U1，对侧线路CVT或PT二次电压为U2，引入相关系数
Figure BDA0003689339810000051
表征两者电压的趋势的一致性，需监测的CVT电容量变化会引起二次电压U1的变化，故CVT电容量变化同样会引起p值的变化。电力线路两侧CVT或PT的电气接线图如图2所示。
情况二：若同一线路的对侧无法找到可相互比较的设备，则可利用同一变电站内变压器两侧的电压测量设备进行比较。变压器两侧的电压测量设备可以视为一个电气连接点，故将变压器低压侧电压归算到高压侧后，两侧可认为处于同一电压节点。例如变压器高压侧电压测量设备为CVT，低压测电压测量设备为CVT或PT，两者受到电力负荷、谐波变化、功率因素等出现的二次电压波动的趋势也是一致的，假设需要监测的CVT二次电压为U1,变压器低压侧CVT或PT二次电压为U2，变压器变比为k，引入相关系数
Figure BDA0003689339810000061
表征两者电压的趋势的一致性，需监测的CVT电容量变化会引起二次电压U2变化，故CVT电容量变化同样会引起p′值的变化。变电器两侧测量电压的电气接线图如图3所示。
请参阅图1，本申请实施例中提供的一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，包括：
步骤101、根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，比较对象为CVT或PT；
需要说明的是，本实施例具体的当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，则将同一线路对侧变电站的CVT或PT作为比较对象，否则将同侧变电站的变压器低压侧CVT或PT作为比较对象。
步骤102、从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，以及比较对象的二次电压历史数据；
可以理解的是，从调度自动化系统中获取需要进行电容量监测的CVT二次电压，及比较对象(线路对侧测量电压的CVT或PT；同一变电站内变压器两侧的电压测量设备)的二次电压历史数据。
步骤103、建立待诊断CVT二次电压与比较对象的二次电压的相关关系，并构建相关关系随时间变化的曲线图；
当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，相关关系为：
Figure BDA0003689339810000062
式中，p为相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压。
当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站没有安装CVT或PT，相关关系为：
Figure BDA0003689339810000063
式中，p′为相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压，k为变压器变比。
然后，绘制出p或p′随时间变化的曲线。
步骤104、设定曲线图的波动范围，当曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。
需要说明的是，根据CVT电容量变化的异常情况设定系数p或p′的上、下限值，例如某个CVT与线路对侧CVT的二次电压相关系数p一直稳定维持在0.98-0.99之间，若该CVT发生电容击穿，电容量变化为2％，导致二次电压输出变大，则相关系数p波动至1以上。此范围可根据CVT的电容量参数、p或p′的初始值、电力行业相关检修试验规程进行设定。
进一步地，CVT电容量的变化反应在p或p′的数值变化上，若监测的p或p′值超出了设定的范围，则认为监测的CVT电容量可能发生了变化，电容元件可能出现击穿，需要进行检查。如图4所示，设定p的正常波动范围为[0.98,0,99],但椭圆框中对应的时间点，系数p的值发生了突变，超出了正常范围。
本实施例提供的的一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，基于CVT二次电压监测，提出了CVT电容量异常的诊断方法，即利用线路对侧CVT或PT进行电压比较，或利用变压器低压侧CVT或PT进行电压比较，该方法通过引入相互比较的对象，能够更加真实反映电力线路的电压情况。同时，引入相关系数p或p′作为二次电压异常的关键判据，p或p′的波动真实反映电容量异常情况下CVT二次电压的变化情况，计算过程简单，且对电容量异常变化的预警灵敏，能够有效发现CVT设备潜在的绝缘缺陷，有效保障电力设备的安全，进一步地，该方法还可以根据相关系数p或p′突变的时刻推断出CVT电容发生击穿的时刻。从而解决了现有技术对无汇流母线CVT电容量无法准确、真实地进行分析的技术问题。
以上为本申请实施例中提供的一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法实施例，以下为本申请实施例中提供的一种无汇流母线CVT电容量异常诊断系统实施例。
请参阅图5，本申请实施例中提供的一种无汇流母线CVT电容量异常诊断系统，包括：
选取单元201，用于根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，比较对象为CVT或PT；
获取单元202，用于从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，以及比较对象的二次电压历史数据；
构建单元203，用于建立待诊断CVT二次电压与比较对象的二次电压的相关关系，并构建相关关系随时间变化的曲线图；
分析单元204，用于设定曲线图的波动范围，当曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。
进一步地，本申请实施例中还提供了一种无汇流母线CVT电容量异常诊断设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述方法实施例所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法。
进一步地，本申请实施例中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用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述方法实施例所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，其特征在于，包括：
根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，所述比较对象为CVT或PT；
从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，以及所述比较对象的二次电压历史数据；
建立待诊断CVT二次电压与所述比较对象的二次电压的相关关系，并构建所述相关关系随时间变化的曲线图；
设定所述曲线图的波动范围，当所述曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。
2.根据权利要求1所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，其特征在于，所述根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，所述比较对象为CVT或PT，具体包括：
当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，则将同一线路对侧变电站的CVT或PT作为比较对象，否则将同侧变电站的变压器低压侧CVT或PT作为比较对象。
3.根据权利要求2所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，其特征在于，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，所述相关关系为：
Figure FDA0003689339800000011
式中，p为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压。
4.根据权利要求1所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法，其特征在于，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站没有安装CVT或PT，所述相关关系为：
Figure FDA0003689339800000012
式中，p′为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压，k为变压器变比。
5.一种无汇流母线CVT电容量异常诊断系统，其特征在于，包括：
选取单元，用于根据电网的电气接线方式选取无汇流母线CVT二次电压的比较对象，所述比较对象为CVT或PT；
获取单元，用于从调度自动化系统中获取电容量待诊断CVT的二次电压，以及所述比较对象的二次电压历史数据；
构建单元，用于建立待诊断CVT二次电压与所述比较对象的二次电压的相关关系，并构建所述相关关系随时间变化的曲线图；
分析单元，用于设定所述曲线图的波动范围，当所述曲线图中的曲线不在预设波动范围时判定待诊断CVT的电容量异常。
6.根据权利要求5所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断系统，其特征在于，所述选取单元，具体用于：
当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，则将同一线路对侧变电站的CVT或PT作为比较对象，否则将同侧变电站的变压器低压侧CVT或PT作为比较对象。
7.根据权利要求5所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断系统，其特征在于，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站安装了CVT或PT，所述相关关系为：
Figure FDA0003689339800000021
式中，p为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压。
8.根据权利要求5所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断系统，其特征在于，当无汇流母线CVT的同一线路对侧变电站没有安装CVT或PT，所述相关关系为：
Figure FDA0003689339800000022
式中，p′为所述相关关系，U1为待诊断CVT二次电压，U2为对侧线路CVT或PT二次电压，k为变压器变比。
9.一种无汇流母线CVT电容量异常诊断设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-4任一项所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法。
10.一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用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-4任一项所述的无汇流母线CVT电容量异常诊断方法。
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