CN116127163A - 一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统及方法 - Google Patents

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CN116127163A CN202310398270.1A CN202310398270A CN116127163A CN 116127163 A CN116127163 A CN 116127163A CN 202310398270 A CN202310398270 A CN 202310398270A CN 116127163 A CN116127163 A CN 116127163A
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Abstract

本发明属于电力工程技术领域，公开了一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统及方法，该系统包括短路冲击管控数据库、录波读取模块、冲击分析模块、干扰识别模块和终端接收模块；所述干扰识别模块对电流通道状态变量的标记为F的电流通道设置五个串行判据；该方法通过电流采样值计算确定电流突变时刻，并更改电流通道状态变量的标记，然后根据短路电流比更改电流通道状态变量的标记，对电流通道状态变量的标记为F的电流通道设置五个串行判据，将经干扰识别模块处理的故障录波反馈回短路冲击管控数据库，根据管控要求设定短路电流比的注意值、预警值和异常值。本发明实现了变压器短路冲击数字化分析。

Description

一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统及方法
技术领域
本发明属于电力工程技术领域，具体涉及一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统及方法。
背景技术
抗短路能力不足是引起变压器故障的首要原因。因此准确评估经受短路冲击后变压器状态，对于提高变压器运行可靠性具有重要现实意义。
中国专利公开文献CN113985135A公开了一种变压器短路冲击在线监测装置，包括FPGA单元及与其连接的冲击处理单元，所述FPGA单元连接有对时单元、模拟量采集单元、开关量采集单元和网络报文采集单元，所述冲击处理单元连接有录波单元、告警单元、冲击故障处理单元、人机交互单元和通信单元。它可根据采集的变压器运行数据，实时判断是否受到了短路电流冲击，受到了多大程度的冲击。所述冲击处理单元，将FPGA发来的变压器实时运行数据进行解析、运算、冲击判断后，根据结果向其它单元发布信息、命令。但是该文献的判断方式未考虑电流频域内的误差，容易受到干扰影响。
发明内容
为了降低干扰的影响，本发明提供了一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统及方法。
本发明采用了下述技术方案：一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统，包括短路冲击管控数据库、录波读取模块、冲击分析模块、干扰识别模块和终端接收模块；短路冲击管控数据库用于存储数据，录波读取模块用于定时扫描并读取电力系统故障录波子站的录波文件；冲击分析模块用于录波数据处理，对存在电流数据突变的主变录波，计算短路电流值，并将冲击记录反馈至短路冲击管控数据库；对存在电流突变的线路录波，将录波信息反馈短路冲击管控数据库并检索对应的主变电流冲击记录；干扰识别模块用于对经冲击分析模块预处理后的主变录波进行识别，识别结果反馈回短路冲击管控数据库中；终端接收模块用于接收变压器短路冲击数字化分析结果；所述干扰识别模块对电流通道状态变量的标记为F的电流通道设置五个串行干扰判据：
干扰判据一、电流突变时刻后两个周期电流采样值恒为正或恒为负；
干扰判据二、主变电流通道电流突变时刻采样点的电流采样值偏离电流突变时刻两侧相邻采样点的电流采样值平均值超过设定范围；
干扰判据三、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流采样值标准差超过电流采样值标准差阈值；
干扰判据四、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频域高峰频段数量N超过电流频域高峰频段阈值；
干扰判据五、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频谱峭度小于电流频谱峭度阈值；
满足任意一个干扰判据，则判定该通道电流突变为干扰波形，将电流通道状态变量的标记由F改为W，如五个干扰判据均不满足，则该电流通道状态变量的标记维持F。
一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，步骤如下：
步骤一：建立短路冲击管控数据库，存储变压器短路冲击数据；
步骤二：录波读取模块定时扫描并读取电力系统故障录波子站的录波文件；
步骤三：冲击分析模块按录波数据将所读取录波文件分为线路录波和主变录波，对主变录波和线路录波预处理；对存在电流数据突变的主变录波，计算短路电流值，并将冲击记录反馈至短路冲击管控数据库；对存在电流突变的线路录波，将录波信息反馈短路冲击管控数据库并检索对应的主变电流冲击记录；
步骤四：干扰识别模块对经冲击分析模块预处理后的主变录波进行识别，识别结果反馈回短路冲击管控数据库中；所述步骤四中，所述干扰识别模块对电流通道状态变量的标记为F的电流通道设置五个串行判据，具体为：
干扰判据一、电流突变时刻后两个周期电流采样值恒为正或恒为负；
干扰判据二、主变电流通道电流突变时刻采样点的电流采样值偏离电流突变时刻两侧相邻采样点的电流采样值平均值超过设定范围；
干扰判据三、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流采样值标准差超过电流采样值标准差阈值；
干扰判据四、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频域高峰频段数量N超过电流频域高峰频段阈值；
干扰判据五、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频谱峭度小于电流频谱峭度阈值；
满足任意一个干扰判据，则判定该通道电流突变为干扰，将电流通道状态变量的标记由F改为W，如五个干扰判据均不满足，则该电流通道状态变量的标记维持F；
步骤五：短路冲击管控数据库根据反馈数据和结果开展综合评估，识别短路冲击区内、外短路，分析外部短路故障对变压器冲击影响。
具体地，所述步骤一中，所述短路冲击管控数据库包括以变压器为节点、输电线路为节点连接线的拓扑数据图，还包括存储短路冲击事件的冲击数据区和存储系统识别的误报事件的误报案例区；短路冲击管控数据库存储节点信息，节点信息包括变压器的所属单位、变电站名、主变编号、电压等级和允许的最大瞬时短路电流值，输电线路包括电压等级、额定电流、连接线两端的变电站名；定期维护短路冲击管控数据库，保证设备名称的规范和数据的准确。
具体地，所述步骤三中，提取录波文件中的所有电流通道，每个电流通道状态变量的标记设为T，对电流通道逐条遍历，当满足：；该电流通道初筛为存在电流突变，该电流通道状态变量的标记更改为F，其中为p时刻的电流采样值，为q时刻的电流采样值，为p时刻至q时刻的电流平均值；若录波文件中所有电流通道状态变量的标记都为T，则将该录波文件删除。
具体地，所述步骤三中，对存在电流突变的线路录波，将电流通道状态变量的标记为F所对应的输电线路、异常时间及录波文件反馈至短路冲击管控数据库的冲击数据区。
具体地，所述步骤三中，对存在电流突变的主变录波，根据读取的录波数据映射在短路冲击管控数据库的节点；对电流通道状态变量的标记为F的主变电流通道记录电流突变时刻，通过短路冲击管控数据库获取主变电流通道k允许的最大瞬时短路电流值；计算电流通道状态变量的标记为F的主变电流通道k的短路电流最大值：
式中，为主变电流通道k的短路电流最大值，为主变电流通道k电流突变时刻采样点，为主变电流通道k电流突变时刻采样点的电流采样值，为工频，为采样率，为主变电流通道k电流突变时刻后一采样点的电流采样值，为主变电流通道k在采样点的电流采样值；
主变电流通道k对应的短路电流比为：；
当时，将主变电流通道k的电流通道状态变量由F改为T；
当时，将主变电流通道k的电流通道状态变量由F改为R。
具体地，所述步骤五中，将经干扰识别模块处理的故障录波反馈回短路冲击管控数据库，根据管控要求设定短路电流比的注意值、预警值和异常值，处理流程具体为：
步骤5.1、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比小于注意值，短路冲击管控数据库将对应的短路冲击记录自动删除；
步骤5.2、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比处于注意值和预警值间且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为F时，将该条短路冲击记录存至短路冲击管控数据库的冲击数据区；
步骤5.3、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比大于预警值且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为F时，将该条短路冲击记录存至短路冲击管控数据库的冲击数据区，并向终端接收模块发出短路冲击预警；
步骤5.4、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比大于异常值且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为W时，对应的录波数据及误报信息存储在短路冲击管控数据库的误报案例区；
步骤5.5、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道中电流通道状态变量的标记为R时，向终端接收模块发生对应的录波数据及误报信息，并将误报信息存储在数据核查区供终端接收模块调阅；
步骤5.6、短路冲击管控数据库根据线路录波的电流通道状态变量的标记为F所对应的输电线路、异常时间信息，检索同时间的线路两侧变电站对应的主变录波：如检索成功则将对应的信息删除；如未找到对应录波数据，系统将线路录波数据向终端接收模块发出提示两侧变电站主变录波信息识别失败信息并将数据存至数据核查区供终端接收模块调阅。
具体地，所述干扰判据一表示为：对任意采样点，当，均满足。
具体地，所述干扰判据二表示为：
其中，为单点突变阈值，为主变电流通道k电流突变时刻前一采样点的电流采样值。
具体地，干扰判据四中电流频域高峰频段数量N具体计算方法为：用快速傅里叶变换将电流突变时刻tfk起五个周期内波形数据转换为频域数据:
，其中采样点频域坐标k的范围为0,1,…, ，n为采样点数；频域点幅度谱，设最大幅值的1/3为高峰频段幅度阈值，一个频段的长度设置为频谱长度的1/10；步骤S1:初始化采样点频域坐标k=0，电流频域高峰频段数量N=0；步骤S2:判断频域点幅度谱是否超过高峰频段幅度阈值的1/3，如是，判断该频段为高峰频段，跳到下一个频段，并使电流频域高峰频段数量加一，如否，跳到下一个采样点；步骤S3: 判断采样点是否达到频段尾端，如否，返回步骤S2，如是输出电流频域高峰频段N，结束。
具体地，所述干扰判据五表示为：
式中，为电流频谱峭度，为电流频谱峭度阈值，为频域点幅度谱平均值，为采样点频域坐标，为频域点幅度谱的标准差。
本发明通过电流采样值计算确定电流突变时刻，并更改电流通道状态变量的标记，然后根据短路电流比更改电流通道状态变量的标记，对电流通道状态变量的标记为F的电流通道设置五个串行判据，将经干扰识别模块处理的故障录波反馈回短路冲击管控数据库，根据管控要求设定短路电流比的注意值、预警值和异常值，实现了变压器短路冲击数字化分析。
附图说明
图1为一种抗干扰的电力变压器短路冲击数字化分析系统示意图。
图2为本发明的一种抗干扰的电力变压器短路冲击数字化分析方法流程图。
图3为电流频域高峰频段数量计算流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细阐明本发明。
参照图1，一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统，包括短路冲击管控数据库、录波读取模块、冲击分析模块、干扰识别模块和终端接收模块；短路冲击管控数据库用于存储数据，录波读取模块用于定时扫描并读取电力系统故障录波子站的录波文件；冲击分析模块用于录波数据处理，对存在电流数据突变的主变录波，计算短路电流值，并将冲击记录反馈至短路冲击管控数据库；对存在电流突变的线路录波，将录波信息反馈短路冲击管控数据库并检索对应的主变电流冲击记录；干扰识别模块用于对经冲击分析模块预处理后的主变录波进行识别，识别结果反馈回短路冲击管控数据库中；终端接收模块用于接收变压器短路冲击数字化分析结果。
参照图2，一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，步骤如下：
步骤一：建立短路冲击管控数据库，存储变压器短路冲击数据；
步骤二：录波读取模块定时扫描并读取电力系统故障录波子站的录波文件；
步骤三：冲击分析模块按录波数据将所读取录波文件分为线路录波和主变录波，对主变录波和线路录波预处理；对存在电流数据突变的主变录波，计算短路电流值，并将冲击记录反馈至短路冲击管控数据库；对存在电流突变的线路录波，将录波信息反馈短路冲击管控数据库并检索对应的主变电流冲击记录；
步骤四：干扰识别模块对经冲击分析模块预处理后的主变录波进行识别，识别结果反馈回短路冲击管控数据库中；
步骤五：短路冲击管控数据库根据反馈数据和结果开展综合评估，识别短路冲击区内、外短路，分析外部短路故障对变压器冲击影响。
所述步骤一中，所述短路冲击管控数据库包括以变压器为节点、输电线路为节点连接线的拓扑数据图，还包括存储短路冲击事件的冲击数据区和存储系统识别的误报事件的误报案例区。短路冲击管控数据库存储节点信息，节点信息包括变压器的所属单位、变电站名、主变编号、电压等级和允许的最大瞬时短路电流值，输电线路包括电压等级、额定电流、连接线两端的变电站名。定期维护短路冲击管控数据库，保证设备名称的规范和数据的准确。
所述步骤三中，提取录波文件中的所有电流通道，每个电流通道状态变量的标记设为T，对电流通道逐条遍历，当满足：，该电流通道初筛为存在电流突变，该电流通道状态变量的标记更改为F，其中为p时刻的电流采样值，为q时刻的电流采样值，为p时刻至q时刻的电流平均值。若录波文件中所有电流通道状态变量的标记都为T，则将该录波文件删除。
所述步骤三中，对存在电流突变的线路录波，将电流通道状态变量的标记为F所对应的输电线路、异常时间及录波文件反馈至短路冲击管控数据库的冲击数据区。
所述步骤三中，对存在电流突变的主变录波，根据读取的录波数据映射在短路冲击管控数据库的节点。识别录波文件中高、中、低压侧的A、B、C三相电流通道，按三相电流通道对应的变压器位置编号如下表。对电流通道状态变量的标记为F的主变电流通道记录电流突变时刻，通过短路冲击管控数据库获取主变电流通道k允许的最大瞬时短路电流值。
计算电流通道状态变量为F的主变电流通道k的短路电流最大值：
式中，为主变电流通道k的短路电流最大值，为主变电流通道k电流突变时刻采样点，为主变电流通道k电流突变时刻采样点的电流采样值，为工频，为采样率，为主变电流通道k电流突变时刻后一采样点的电流采样值，为主变电流通道k在采样点的电流采样值。
主变电流通道k对应的短路电流比为：。
当时，将主变电流通道k的电流通道状态变量由F改为T。
当时，将主变电流通道k的电流通道状态变量由F改为R。
所述步骤四中，所述干扰识别模块对电流通道状态变量为F的电流通道设置五个串行干扰判据，具体为：
干扰判据一、电流突变时刻后两个周期电流采样值恒为正或恒为负，即满足：
对任意采样点，当，均满足；
干扰判据二、主变电流通道电流突变时刻采样点的电流采样值明显偏离电流突变时刻两侧相邻采样点的电流采样值平均值，即满足：
其中，为单点突变阈值，通常单点突变阈值取10，为主变电流通道k电流突变时刻前一采样点的电流采样值。
干扰判据三、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流采样值标准差超过电流采样值标准差阈值，即满足：
 ，式中Num为五个工频周期的采样点数，由于Num为整数，即，为标准差，为电流采样值标准差阈值，为第n个采样点的电流采样值，为五个工频周期采样点的电流平均值。
干扰判据四、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频域高峰频段数量N超过电流频域高峰频段阈值Nth，即满足：，具体计算方法为：
利用快速傅里叶变换将电流突变时刻tfk起五个周期内波形数据转换为频域数据: ，其中采样点频域坐标k的范围为0,1,…, ，n为采样点数；频域点幅度谱，设最大幅值的1/3为高峰频段幅度阈值，一个频段的长度设置为频谱长度的1/10。参照图3，具体计算过程如为 ：步骤S1:初始化采样点频域坐标k=0，电流频域高峰频段数量N=0；步骤S2:判断频域点幅度谱是否超过高峰频段幅度阈值的1/3，如是，判断该频段为高峰频段，跳到下一个频段（即令），并使电流频域高峰频段数量加一（即N=N+1），如否，跳到下一个采样点（令k=k+1）；步骤S3: 判断采样点是否达到频段尾端，如否，返回步骤S2，如是输出电流频域高峰频段N，结束。
干扰判据五、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频谱峭度小于电流频谱峭度阈值，即满足：
式中，为电流频谱峭度，为电流频谱峭度阈值，为频域点幅度谱平均值，为采样点频域坐标，为频域点幅度谱的标准差。
满足任意一个干扰判据，即判别该通道波形为错误波形，则将电流通道状态变量的标记由F改为W，如五个干扰判据均不满足，则该电流通道状态变量的标记维持F。
当短路故障点位于变压器低压侧出口至低压侧电流互感器之间时，该类短路故障称为区内短路，否则为区外故障。区内短路电流将从不从采集变压器低压侧电流录波的电流互感器中流过，即无法通过录波直接计算出变压器低压侧短路电流。因此为准确计算变压器低压侧短路电流，首先须对区内、外短路故障进行判别，当为区内短路故障时，对变压器低压侧短路电流进行校正。
变压器低压侧区内短路的判别条件为同时满足：
1、变压器低压侧短路电流比小于10%；
2、变压器高压侧短路电流比大于变压器中压侧短路电流比折算后的穿越阈值；
3、发生跳闸，即变压器高压侧电流和变压器中压侧电流发生异常五个周期后均为0。
当判别为变压器低压侧区内短路时，对变压器低压侧短路电流进行重新折算为：
为变压器低压侧校正后的短路电流，CHL为变压器高、低压侧短路电流穿越比，CML为变压器中、低压侧短路电流穿越变比，iH为变压器高压侧短路电流，iM为变压器中压侧短路电流，iL为变压器低压侧校正前的短路电流。
所述步骤五中，将经干扰识别模块处理的故障录波反馈回短路冲击管控数据库，根据管控要求设定短路电流比的注意值（ALARM）、预警值（WARNING）和异常值（OUTLIER）（现阶段取50%、90%、110%），处理流程具体为：
步骤5.1、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比小于注意值（ALARM），短路冲击管控数据库将该条短路冲击记录自动删除；
步骤5.2、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比处于注意值（ALARM）和预警值（WARNING）间且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为F时，将该条短路冲击记录存至短路冲击管控数据库的冲击数据区；
步骤5.3、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比大于预警值（WARNING）且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为F时，将该条短路冲击记录存至短路冲击管控数据库的冲击数据区，并向终端接收模块发出短路冲击预警；
步骤5.4、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比大于异常值（OUTLIER）且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为W时，该条录波数据及误报信息存储在短路冲击管控数据库的误报案例区。
步骤5.5、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道中电流通道状态变量的标记为R时，向终端接收模块发送对应的录波数据及误报信息，并将误报信息存储在数据核查区供终端接收模块调阅。
步骤5.6、短路冲击管控数据库根据线路录波的电流通道状态变量的标记为F所对应的输电线路、异常时间信息，检索同时间的线路两侧变电站对应的主变录波：如检索成功则将该条信息删除；如未找到对应录波数据，系统将线路录波数据向终端接收模块发出提示两侧变电站主变录波信息识别失败信息并将数据存至数据核查区供终端接收模块调阅。
本领域技术人员可以理解本发明中所指电流通道状态变量的标记的字母可以进行设定，当标记为其他字母或符号并不影响本发明的实施，也应属于本发明的保护范围。
以上实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析系统，包括短路冲击管控数据库、录波读取模块、冲击分析模块、干扰识别模块和终端接收模块；短路冲击管控数据库用于存储数据，录波读取模块用于定时扫描并读取电力系统故障录波子站的录波文件；冲击分析模块用于录波数据处理，对存在电流数据突变的主变录波，计算短路电流值，并将冲击记录反馈至短路冲击管控数据库；对存在电流突变的线路录波，将录波信息反馈短路冲击管控数据库并检索对应的主变电流冲击记录；干扰识别模块用于对经冲击分析模块预处理后的主变录波进行识别，识别结果反馈回短路冲击管控数据库中；终端接收模块用于接收变压器短路冲击数字化分析结果；其特征在于，所述干扰识别模块对电流通道状态变量的标记为F的电流通道设置五个串行干扰判据：
干扰判据一、电流突变时刻后两个周期电流采样值恒为正或恒为负；
干扰判据二、主变电流通道电流突变时刻采样点的电流采样值偏离电流突变时刻两侧相邻采样点的电流采样值平均值超过设定范围；
干扰判据三、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流采样值标准差超过电流采样值标准差阈值；
干扰判据四、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频域高峰频段数量N超过电流频域高峰频段阈值；
干扰判据五、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频谱峭度小于电流频谱峭度阈值；
满足任意一个干扰判据，则判定该通道电流突变为干扰波形，将电流通道状态变量的标记由F改为W，如五个干扰判据均不满足，则该电流通道状态变量的标记维持F。
2.一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：建立短路冲击管控数据库，存储变压器短路冲击数据；
步骤二：录波读取模块定时扫描并读取电力系统故障录波子站的录波文件；
步骤三：冲击分析模块按录波数据将所读取录波文件分为线路录波和主变录波，对主变录波和线路录波预处理；对存在电流数据突变的主变录波，计算短路电流值，并将冲击记录反馈至短路冲击管控数据库；对存在电流突变的线路录波，将录波信息反馈短路冲击管控数据库并检索对应的主变电流冲击记录；
步骤四：干扰识别模块对经冲击分析模块预处理后的主变录波进行识别，识别结果反馈回短路冲击管控数据库中；所述步骤四中，所述干扰识别模块对电流通道状态变量的标记为F的电流通道设置五个串行干扰判据：
干扰判据一、电流突变时刻后两个周期电流采样值恒为正或恒为负；
干扰判据二、主变电流通道电流突变时刻采样点的电流采样值偏离电流突变时刻两侧相邻采样点的电流采样值平均值超过设定范围；
干扰判据三、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流采样值标准差超过电流采样值标准差阈值；
干扰判据四、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频域高峰频段数量N超过电流频域高峰频段阈值；
干扰判据五、判断电流突变时刻起五个工频周期内电流频谱峭度小于电流频谱峭度阈值；
满足任意一个干扰判据，则判定该通道电流突变为干扰波形，将电流通道状态变量的标记由F改为W，如五个干扰判据均不满足，则该电流通道状态变量的标记维持F；
步骤五：短路冲击管控数据库根据反馈数据和结果开展综合评估，识别短路冲击区内、外短路，分析外部短路故障对变压器冲击影响。
3.根据权利要求2所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，所述步骤一中，所述短路冲击管控数据库包括以变压器为节点、输电线路为节点连接线的拓扑数据图，还包括存储短路冲击事件的冲击数据区和存储系统识别的误报事件的误报案例区；短路冲击管控数据库存储节点信息，节点信息包括变压器的所属单位、变电站名、主变编号、电压等级和允许的最大瞬时短路电流值，输电线路包括电压等级、额定电流、连接线两端的变电站名；定期维护短路冲击管控数据库，保证设备名称的规范和数据的准确。
4.根据权利要求2所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，所述步骤三中，提取录波文件中的所有电流通道，每个电流通道状态变量的标记设为T，对电流通道逐条遍历，当满足：；该电流通道初筛为存在电流突变，该电流通道状态变量的标记更改为F，其中为p时刻的电流采样值，为q时刻的电流采样值，为p时刻至q时刻的电流平均值；若录波文件中所有电流通道状态变量的标记都为T，则将该录波文件删除。
5.根据权利要求4所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，所述步骤三中，对存在电流突变的线路录波，将电流通道状态变量的标记为F所对应的输电线路、异常时间及录波文件反馈至短路冲击管控数据库的冲击数据区。
6.根据权利要求5所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，所述步骤三中，对存在电流突变的主变录波，根据读取的录波数据映射在短路冲击管控数据库的节点；对电流通道状态变量的标记为F的主变电流通道记录电流突变时刻，通过短路冲击管控数据库获取主变电流通道k允许的最大瞬时短路电流值；计算电流通道状态变量为F的主变电流通道k的短路电流最大值：
式中，为主变电流通道k的短路电流最大值，为主变电流通道k电流突变时刻采样点，为主变电流通道k电流突变时刻采样点的电流采样值，为工频，为采样率，为主变电流通道k电流突变时刻后一采样点的电流采样值，为主变电流通道k在采样点的电流采样值；
主变电流通道k对应的短路电流比为：；
当时，将主变电流通道k的电流通道状态变量由F改为T；
当时，将主变电流通道k的电流通道状态变量由F改为R。
7.根据权利要求6所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，所述步骤五中，将经干扰识别模块处理的故障录波反馈回短路冲击管控数据库，根据管控要求设定短路电流比的注意值、预警值和异常值，处理流程具体为：
步骤5.1、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比小于注意值，短路冲击管控数据库将对应的短路冲击记录自动删除；
步骤5.2、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比处于注意值和预警值间且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为F时，将该短路冲击记录存至短路冲击管控数据库的冲击数据区；
步骤5.3、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比大于预警值且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为F时，将该短路冲击记录存至短路冲击管控数据库的冲击数据区，并向终端接收模块发出短路冲击预警；
步骤5.4、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道下最大短路电流比大于异常值且最大短路电路比对应的电流通道状态变量的标记为W时，对应的录波数据及误报信息存储在短路冲击管控数据库的误报案例区；
步骤5.5、当录波文件中高、中、低压侧的三相电流通道中电流通道状态变量的标记为R时，向终端接收模块发送对应的录波数据及误报信息，并将误报信息存储在数据核查区供终端接收模块调阅；
步骤5.6、短路冲击管控数据库根据线路录波的电流通道状态变量的标记为F所对应的输电线路、异常时间信息，检索同时间的线路两侧变电站对应的主变录波：如检索成功则将对应的信息删除；如未找到对应录波数据，系统将线路录波数据向终端接收模块发出提示两侧变电站主变录波信息识别失败信息并将数据存至数据核查区供终端接收模块调阅。
8.根据权利要求6所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，所述干扰判据二表示为：
其中，为单点突变阈值，为主变电流通道k电流突变时刻前一采样点的电流采样值。
9.根据权利要求6所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，干扰判据四中电流频域高峰频段数量N具体计算方法为：用快速傅里叶变换将电流突变时刻tfk起五个周期内波形数据转换为频域数据: ，其中采样点频域坐标k的范围为0,1,…, ，n为采样点数；频域点幅度谱，设最大幅值的1/3为高峰频段幅度阈值，一个频段的长度设置为频谱长度的1/10；步骤S1:初始化采样点频域坐标k=0，电流频域高峰频段数量N=0；步骤S2:判断频域点幅度谱是否超过高峰频段幅度阈值的1/3，如是，判断该频段为高峰频段，跳到下一个频段，并使电流频域高峰频段数量加一，如否，跳到下一个采样点；步骤S3:判断采样点是否达到频段尾端，如否，返回步骤S2，如是输出电流频域高峰频段N，结束。
10.根据权利要求9所述的一种抗干扰的电力变压器短路冲击分析方法，其特征在于，所述干扰判据五表示为：
式中，为电流频谱峭度，为电流频谱峭度阈值，为频域点幅度谱平均值，为采样点频域坐标，为频域点幅度谱的标准差。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116522739A (zh) * 2023-06-29 2023-08-01 南昌科晨电力试验研究有限公司 一种基于数据分析的变压器短路冲击管控方法及系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105510819A (zh) * 2016-01-04 2016-04-20 江苏省电力公司电力科学研究院 基于故障录波解析的断路器健康状况评估系统和方法
CN107632234A (zh) * 2017-09-07 2018-01-26 中国南方电网有限责任公司 一种基于录波数据的变压器绕组变形评估方法
DE102018121022A1 (de) * 2018-08-28 2020-03-05 Hochschule Rheinmain University Of Applied Sciences Wiesbaden Rüsselsheim Verfahren zur Unterdrückung von Stoßkurzschlußströmen sowie Halbleiter-Abschaltvorrichtung dafür
CN112816917A (zh) * 2021-04-16 2021-05-18 成都工百利自动化设备有限公司 一种变压器冲击监测装置
CN113985135A (zh) * 2021-11-01 2022-01-28 成都府河电力自动化成套设备有限责任公司 变压器短路冲击在线监测装置及监测方法
CN114113862A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 国网四川省电力公司成都供电公司 一种变压器短路冲击监测方法及监测装置
WO2022160776A1 (zh) * 2021-01-29 2022-08-04 国电南瑞科技股份有限公司 一种基于继电保护在线监视与分析系统的故障分析方法
CN115267616A (zh) * 2022-07-01 2022-11-01 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 基于企业数据中台的变压器运行状态监测系统及方法
CN115858635A (zh) * 2023-02-27 2023-03-28 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种基于自然语言处理的短路冲击自动诊断方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105510819A (zh) * 2016-01-04 2016-04-20 江苏省电力公司电力科学研究院 基于故障录波解析的断路器健康状况评估系统和方法
CN107632234A (zh) * 2017-09-07 2018-01-26 中国南方电网有限责任公司 一种基于录波数据的变压器绕组变形评估方法
DE102018121022A1 (de) * 2018-08-28 2020-03-05 Hochschule Rheinmain University Of Applied Sciences Wiesbaden Rüsselsheim Verfahren zur Unterdrückung von Stoßkurzschlußströmen sowie Halbleiter-Abschaltvorrichtung dafür
WO2022160776A1 (zh) * 2021-01-29 2022-08-04 国电南瑞科技股份有限公司 一种基于继电保护在线监视与分析系统的故障分析方法
CN112816917A (zh) * 2021-04-16 2021-05-18 成都工百利自动化设备有限公司 一种变压器冲击监测装置
CN113985135A (zh) * 2021-11-01 2022-01-28 成都府河电力自动化成套设备有限责任公司 变压器短路冲击在线监测装置及监测方法
CN114113862A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 国网四川省电力公司成都供电公司 一种变压器短路冲击监测方法及监测装置
CN115267616A (zh) * 2022-07-01 2022-11-01 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 基于企业数据中台的变压器运行状态监测系统及方法
CN115858635A (zh) * 2023-02-27 2023-03-28 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种基于自然语言处理的短路冲击自动诊断方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIRK FISHER;REGINE MALLWITZ: "Analysis of Short Circuit Impact on Solid State Transformers", IEEE, pages 1036 - 1043 *
谢剑峰;秦成;黄澜涛;徐懿;: "变压器近区短路电流在线监测设备的研制", 电测与仪表, vol. 50, no. 12, pages 91 - 95 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116522739A (zh) * 2023-06-29 2023-08-01 南昌科晨电力试验研究有限公司 一种基于数据分析的变压器短路冲击管控方法及系统
CN116522739B (zh) * 2023-06-29 2023-09-26 南昌科晨电力试验研究有限公司 一种基于数据分析的变压器短路冲击管控方法及系统

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