CN117269700B - 一种基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力工程技术领域，公开了一种基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，实时收集变电站故障录波文件，根据录波文件关键字对变电站故障录波文件进行分类；采用“电压”关键字检索变电站故障录波文件通道名称，确定变电站所有电压通道；基于零序电压确定电压通道范围并计算电压有效值；计算所有电压通道的电压相间偏差；计算各电压通道之间的同相电压偏差；根据计算的变电站电压相间偏差及同相电压偏差进行电压互感器绝缘缺陷诊断。本发明基于故障录波信息实时开展电压互感器绝缘缺陷诊断，有助于及时发现电压互感器内部潜伏性绝缘缺陷，提升电压互感器运行可靠性。

Description

一种基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法
技术领域
本发明属于电力工程技术领域，具体涉及一种基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法。
背景技术
电压互感器在电网中装用数量多，是电力系统重要组成部分，负责电网中测量、保护、计量、供能等功能。电压互感器运行过程中受外部过电压、温度变化、高湿等不良工况或本身质量问题，其内部会出现绝缘缺陷，影响电压互感器保护及测量供能，进一步发展会导致电压互感器绝缘击穿，引起设备非计划停运或跳闸，严重影响电网安全稳定运行。
现行主要通过带电检测、例行试验等方法来判断电压互感器绝缘缺陷。带电检测主要以红外测温为主，存在测试有效性不足等问题，部分电压互感器潜伏性绝缘缺陷难以有效发现。例行试验主要是通过停电开展试验来判断电压互感器运行状况，存在及时性差及周期较长的问题，不能及时发现电压互感器绝缘缺陷。
发明内容
本发明公开了一种基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，实时收集变电站故障录波文件，根据录波文件关键字对变电站故障录波文件进行分类，采用“电压”关键字检索变电站故障录波文件通道名称，确定变电站所有电压通道；根据零序电压大小，剔除掉外部接地、过电压等特殊工况的电压通道，选取正常运行的电压通道范围；对所有电压通道计算三相电压有效值偏差；根据计算的变电站电压相间偏差及电压同相偏差，根据偏差特征，判断其问题类型。
本发明的基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，包括如下步骤：
步骤一、故障录波文件电压通道采集：实时收集变电站故障录波文件，根据录波文件关键字对变电站故障录波文件进行分类；采用“电压”关键字检索变电站故障录波文件通道名称，确定变电站所有电压通道；
步骤二、基于零序电压确定电压通道范围并计算电压有效值；
步骤三、计算所有电压通道的电压相间偏差；
步骤四、计算各电压通道之间的同相电压偏差；
步骤五、根据计算的电压相间偏差及同相电压偏差，若电压相间偏差及同相电压偏差均小于电压偏差阈值，则认为站内所有电压互感器不存在绝缘缺陷，若电压相间偏差及同相电压偏差中有任意一项或两项大于电压偏差阈值按以下步骤进行故障分析：
变电站内所有电压通道均存在电压相间偏差，且电压相间偏差相同，则所有电压互感器均发生绝缘缺陷的可能性较小，判断为系统电压不平衡；
变电站第一段母线电压与第二段母线电压存在同相电压偏差，第一段母线电压与第二段母线电压本身的电压通道没有同相偏差，判断系统本身第一段母线电压与第二段母线电压不相同，判断为母线分裂运行；
变电站单个电压存在电压相间偏差或同相电压偏差，但第一套录波装置与第二套录波装置采集的电压不同，判断为电压互感器二次回路故障；
变电站单个电压存在电压相间偏差或同相电压偏差，且第一套录波装置与第二套录波装置采集的电压相同，判断为电压互感器绝缘故障。
步骤一中，将变电站故障录波文件分为“主变录波文件”、“500kV线路录波文件”、“220kV线路录波文件”、“110kV线路录波文件”，若存在两套录波装置，按照第一套录波装置、第二套录波装置对同类变电站故障录波文件进行区分。
步骤一中，根据变电站故障录波文件通道名称将电压通道分为主变电压、母线电压和线路电压；其中主变电压再细分为主变高压侧电压、主变中压侧电压；母线电压和线路电压按电压等级分为“1000kV”、“500kV”、“220kV”、“110kV”。
步骤二中，通过零序电压波形来筛选电压通道电压有效值计算区间；对所有电压通道，根据零序电压大小，剔除掉变电站故障录波文件中外部接地、过电压的电压通道，选取正常运行的电压通道范围；在正常运行的电压通道范围内选择两个周波，确定为电压有效值计算范围；在两个周波内，计算电压通道的电压有效值，计算公式如下：
；
其中URMS为电压通道的电压有效值，u(t)为电压瞬时值，t为时间。
根据步骤二计算的电压有效值，进行相间差值计算并取绝对值，取三相间最大的相间差值作为电压通道的电压相间偏差，计算公式如下：
βi=max{｜URMSiA-URMSiB｜,｜URMSiA-URMSiC｜,｜URMSiC-URMSiB｜}；
其中，βi为第i个电压通道的电压相间偏差，URMSiA为第i个电压通道的A相电压有效值，URMSiB为第i个电压通道的B相电压有效值，URMSiC为第i个电压通道的C相电压有效值。
根据步骤二计算的所有电压通道的电压有效值，包括主变电压、线路电压、母线电压等。各电压通道之间的同相电压偏差计算公式如下：
；
其中Kim为第i个电压通道与其他电压通道之间的第m相同相电压偏差，m∈A,B,C；URMSim为第i个电压通道的第m相电压有效值，URMSjm为第j个电压通道的第m相电压有效值。
本发明通过电压通道的选取，然后计算，本发明基于故障录波信息实时开展电压互感器绝缘缺陷诊断，通过电压通道的选取，然后计算电压相间偏差及电压同相偏差，根据偏差特征进行故障诊断，有助于及时发现电压互感器内部潜伏性绝缘缺陷，提升电压互感器运行可靠性。本发明方法适用于诊断电压互感器绝缘缺陷。
附图说明
图1为基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详细阐明本发明。
如图1所示，本发明的基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，包括如下步骤：
步骤一、故障录波文件电压通道采集：实时收集变电站故障录波文件，根据录波文件关键字对变电站故障录波文件进行分类。具体分为“主变录波文件”、“500kV线路录波文件”、“220kV线路录波文件”、“110kV线路录波文件”，若存在两套录波装置，按照第一套录波装置、第二套录波装置对同类变电站故障录波文件进行区分。采用“电压”关键字检索变电站故障录波文件通道名称，确定变电站所有电压通道。根据变电站故障录波文件通道名称将电压通道分为主变电压、母线电压和线路电压。其中主变电压再细分为主变高压侧电压、主变中压侧电压。母线电压和线路电压按电压等级分为“1000kV”、“500kV”、“220kV”、“110kV”。
步骤二、基于零序电压确定电压通道范围并计算电压有效值。电网系统存在接地、操作、过电压等各种非正常运行工况，非正常工况下，电压波形会发生变化，影响电压有效值计算。为筛选电压计算区间，采用零序电压波形来反映系统运行工况，当零序电压为0时，表明系统三相平衡，然后选取该时段作为电压有效值计算区间。因此，通过零序电压波形来筛选电压通道电压有效值计算区间。对所有电压通道，根据零序电压大小，剔除掉变电站故障录波文件中外部接地、过电压等特殊工况的电压通道，选取正常运行的电压通道范围。在正常运行的电压通道范围内选择两个周波，确定为电压有效值计算范围。在该两个周波内，计算电压通道的电压有效值，计算公式如下：
；
其中URMS为电压通道的电压有效值，u(t)为电压瞬时值，t为时间。
步骤三、计算所有电压通道的电压相间偏差。根据步骤二计算的电压有效值，进行相间差值计算并取绝对值，取三相间最大的相间差值作为电压通道的电压相间偏差，计算公式如下：
βi=max{｜URMSiA-URMSiB｜,｜URMSiA-URMSiC｜,｜URMSiC-URMSiB｜}；
其中，βi为第i个电压通道的电压相间偏差，URMSiA为第i个电压通道的A相电压有效值，URMSiB为第i个电压通道的B相电压有效值，URMSiC为第i个电压通道的C相电压有效值。
步骤四、计算各电压通道之间的同相电压偏差：根据步骤二计算的所有电压通道的电压有效值，包括主变电压、线路电压、母线电压等。各电压通道之间的同相电压偏差计算公式如下：
；
其中Kim为第i个电压通道与其他电压通道之间的第m相同相电压偏差，m∈A,B,C；URMSim为第i个电压通道的第m相电压有效值，URMSjm为第j个电压通道的第m相电压有效值。
步骤五、绝缘缺陷诊断：根据计算的电压相间偏差及同相电压偏差，若电压相间偏差及同相电压偏差均小于0.5V，则认为站内所有电压互感器不存在绝缘缺陷，若若电压相间偏差及同相电压偏差中有任意一项或两项大于0.5V，按以下步骤进行故障分析：
变电站内所有电压通道均存在电压相间偏差，且电压相间偏差相同，则所有电压互感器均发生绝缘缺陷的可能性较小，判断为系统电压不平衡；
变电站第一段母线电压与第二段母线电压存在同相电压偏差，第一段母线电压与第二段母线电压本身的电压通道没有同相偏差，判断系统本身第一段母线电压与第二段母线电压不相同，判断为母线分裂运行；
变电站单个电压存在电压相间偏差或同相电压偏差，但第一套录波装置与第二套录波装置采集的电压不同，判断为电压互感器二次回路故障；
变电站单个电压存在电压相间偏差或同相电压偏差，且第一套录波装置与第二套录波装置采集的电压相同，判断为电压互感器绝缘故障。
本实施例利用变电站故障录波文件中电压通道中的信息作为源数据，开展后续电压偏差计算。变电站故障录波文件中的电压波形是来源于变电站电压互感器二次电压，由于变电站一次系统各点电压三相平衡，电压相同，其二次电压可以反映电压互感器变比，通过二次电压偏差反映电压互感器变比偏差，并以此来预警电压互感器绝缘缺陷。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.一种基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、故障录波文件电压通道采集：实时收集变电站故障录波文件，根据录波文件关键字对变电站故障录波文件进行分类；采用“电压”关键字检索变电站故障录波文件通道名称，确定变电站所有电压通道；
步骤二、基于零序电压确定电压通道范围并计算电压有效值；
步骤三、计算所有电压通道的电压相间偏差；
步骤四、计算各电压通道之间的同相电压偏差；
步骤五、根据计算的电压相间偏差及同相电压偏差，若电压相间偏差及同相电压偏差均小于电压偏差阈值，则认为站内所有电压互感器不存在绝缘缺陷，若电压相间偏差及同相电压偏差中有任意一项或两项大于电压偏差阈值，按以下步骤进行故障分析：
变电站内所有电压通道均存在电压相间偏差，且电压相间偏差相同，则判断为系统电压不平衡；
变电站第一段母线电压与第二段母线电压存在同相电压偏差，第一段母线电压与第二段母线电压本身的电压通道没有同相偏差，判断系统本身第一段母线电压与第二段母线电压不相同，判断为母线分裂运行；
变电站单个电压存在电压相间偏差或同相电压偏差，但第一套录波装置与第二套录波装置采集的电压不同，判断为电压互感器二次回路故障；
变电站单个电压存在电压相间偏差或同相电压偏差，且第一套录波装置与第二套录波装置采集的电压相同，判断为电压互感器绝缘故障。
2.根据权利要求1所述的基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，其特征在于，步骤一中，将变电站故障录波文件分为“主变录波文件”、“500kV线路录波文件”、“220kV线路录波文件”、“110kV线路录波文件”，若存在两套录波装置，按照第一套录波装置、第二套录波装置对同类变电站故障录波文件进行区分。
3.根据权利要求1所述的基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，其特征在于，步骤一中，根据变电站故障录波文件通道名称将电压通道分为主变电压、母线电压和线路电压；其中主变电压再细分为主变高压侧电压、主变中压侧电压；母线电压和线路电压按电压等级分为“1000kV”、“500kV”、“220kV”、“110kV”。
4.根据权利要求1所述的基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，其特征在于，步骤二中，通过零序电压波形来筛选电压通道电压有效值计算区间；对所有电压通道，根据零序电压大小，剔除掉变电站故障录波文件中外部接地、过电压的电压通道，选取正常运行的电压通道范围；在正常运行的电压通道范围内选择两个周波，确定为电压有效值计算范围；在两个周波内，计算电压通道的电压有效值，计算公式如下：
；
其中URMS为电压通道的电压有效值，u(t)为电压瞬时值，t为时间。
5.根据权利要求4所述的基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，其特征在于，根据步骤二计算的电压有效值，进行相间差值计算并取绝对值，取三相间最大的相间差值作为电压通道的电压相间偏差，计算公式如下：
βi=max{｜URMSiA-URMSiB｜,｜URMSiA-URMSiC｜,｜URMSiC-URMSiB｜}；
其中，βi为第i个电压通道的电压相间偏差，URMSiA为第i个电压通道的A相电压有效值，URMSiB为第i个电压通道的B相电压有效值，URMSiC为第i个电压通道的C相电压有效值。
6.根据权利要求4所述的基于故障录波信息的电压互感器绝缘缺陷诊断方法，其特征在于，根据步骤二计算的所有电压通道的电压有效值，包括主变电压、线路电压、母线电压；各电压通道之间的同相电压偏差计算公式如下：
；
其中Kim为第i个电压通道与其他电压通道之间的第m相同相电压偏差，m∈A,B,C；URMSim为第i个电压通道的第m相电压有效值，URMSjm为第j个电压通道的第m相电压有效值。
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