WO2014139381A1 - 避雷器阻性电流和容性电流暂态值的测量方法 - Google Patents

Abstract

一种避雷器阻性电流和容性电流暂态值测量方法，包括：首先采集各采样时刻的三相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值和A相避雷器高压侧电压采样值；利用傅里叶算法计算A相避雷器高压侧电压的基频电压的相角、基频电压的幅值、三次电压谐波的相角和三次电压谐波的幅值；考虑三次电压谐波和相间耦合电容的影响，计算获得三相金属氧化物避雷器的泄漏电流中的容性电流和阻性电流暂态值。本方法在数学模型上考虑了三次电压谐波和相间耦合电容的影响，实现了对三相避雷器泄漏电流中的阻性电流和容性电流暂态过程的精确测量，实现了对三相避雷器绝缘性能监测时间点缩短到各采样时刻，为发现避雷器绝缘性能动态变化情况、为快速制定避雷器检修方案提供可靠依据。

Description

避雷器阻性电流和容性电流暂态值的测量方法 技术领域

本发明涉及电力设备保护领域， 具体地说是涉及一种避雷器阻性电流和容性电流暂态值 的测量方法。

背景技术

目前对避雷器泄露电流中的阻性电流和容性电流的测量方法主要包括基波法、 三次谐波 法、 谐波分析法和电容电流补偿法， 这几种方法监测准确性受相间耦合电容影响， 谐波分析 法由于计算量大， 实用性差； 基波法、 三次谐波法和电容电流补偿法则需要利用一个周波数 据窗计算阻性电流基频分量和电容电流基频分量， 一个基频数据窗只能计算得到一个阻性电 流和容性电流数值， 无法做到对避雷器泄露电流中的阻性电流和容性电流的暂态全过程分析 监测， 实时性不强。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足， 提供一种计算量较小、 实用性强、 能够实 现对避雷器泄漏电流中的阻性电流和容性电流进行暂态全过程分析监测的避雷器阻性电流和 容性电流暂态值的测量方法。

本发明的目的是通过以下途径实现的：

避雷器阻性电流和容性电流暂态值的测量方法， 其要点在于， 包括如下步骤：

( 1 )提供一种测量装置， 其采集各采样时刻的 ^、 B、 C三相避雷器接地引下线的泄漏电 流采样值和各采样时刻的 ^相避雷器高压侧电压采样值；

( 2 ) 测量装置根据其所获得的电量值计算 t采样时刻 ^相避雷器泄漏电流中的阻性电流 值^ (,) : .

? + θ_χ )

- iwu _im

测量装置计算 _t采样时刻 相避雷器泄漏电流中的容性电流值 i_Ac (t)：

(3) 测量装置计算 t采样时刻 相避雷器泄漏电流中的阻性电流值 (t) -120

)U_Xm ωΐΐ^^ΐωίΐ^ -0.5ωϋ_1ΐη)-9ωυ_3ΐη{3ωυ_3ΐη -0.5ωϋ_1ΐη) 测量装置计算 _t采样时刻 相避雷器泄漏电流中的容性电流值 i_Bc (t)

. _{(ίΛ TT} |'. ,₂)|(2k^_3m -ϋ.5ωυ_1η)-ί_ϋ{ ωυ,_η +Q.5^_lm)

i_Rr (ΐ) = ωϋ_λΎη 7 7 rcos ^ + ^, -120°

(4) 测量装置计算 t采样时刻 C相避雷器泄漏电流中的阻性电流值 ^(t)

测量装置计算 采样时刻 c相避雷器泄漏电流中的容性电流值

. \ |^(¾)|(¹²^3m -0.5^i_m)-z₀(?₁)(3^3m -^-^lm ) _{TT † n0 c} (t) = -₍ ^{! !} ₍ \^ω^\πι OS^? + θ\ +120 J

\ U\_m + 3ωϋ _ηί \2ωϋ _ηί - ^ωϋι^-^ωΙΙ^ [^ωϋ^ - .5 U\_m )

其中， i_A t)、 i_B(t) , 分别为 f采样时刻流经 ^、 B、 c相避雷器接地引下线的泄漏 电流采样值； ₀(¾) = ^(¾) + (¾) + ^(¾)； ^( 为^采样时刻流经 ^相避雷器接地引下线的 泄漏电流采样值； )为 采样时刻流经 ^相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值； iA 为 t_x采样时刻流经 B相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值； i_c( 为 ^采样时刻流经 C相避雷 器接地引下线的泄漏电流采样值；

t^A相避雷器高压侧电压波形过零点的采样时刻且满足 _Ua { -Αή<0和 _Ua { ₊Αή>0 ; u_A{_tl-At), _Μ^_{1 +}Δ^|分别为 - 、 + 采样时刻的 相避雷器高压侧电压采样值； 为 相 避雷器高压侧电压的基频电压的相角； 0₃为 相避雷器高压侧电压的三次谐波电压的相角；

U_lm为 A相避雷器高压侧电压的基频电压的幅值； U _m为 ^相避雷器高压侧电压的三次谐波 电压的幅值； t为采样时刻； t₂为一个基波周期内 ^相避雷器高压侧电压任意过零点的采样时 刻； 《为电力系统角频率；

(5)测量装置将其计算得到的^ 4、 B、 C三相避雷器泄露电流中的阻性电流暂态值和容性 电流暂态值进行存储。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明方法从数学模型上考虑了三次电压谐波和相间耦合电容的影响， 实现了对三相避 雷器泄漏电流中的阻性电流和容性电流暂态全过程的精确测量， 实现了对三相避雷器绝缘性 能的监测时间点缩短到各采样时刻， 为发现避雷器绝缘性能动态变化情况、 为快速制定避雷 器检修方案提供可靠依据。

附图说明

图 1是本发明实施例提供的一种避雷器阻性电流和容性电流暂态值测量方法的流程图。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面结合附图对本发明实施方式做进一 步地详细描述。

本发明实施例首先实时采集 t采样时刻流经 ^、 B、 C三相避雷器接地引下线的^ 4、 B、 C三 相避雷器的泄漏电流 ^(t)、 i_B(t), i_c(t), 实时采集 t采样时刻 相避雷器高压侧电压 ^(t)_; 其中， t为任意采样时刻。

利用傅里叶算法计算 ^相避雷器高压侧电压的基频电压的相角 和基频电压的幅值 t/_lTO， 利用傅里叶算法计算 ^相避雷器高压侧电压的三次电压谐波的相角 和三次电压谐波的幅值

^U3m。 计算 t采样时刻 ^相避雷器泄漏电流中的阻性电流值 i_Ar (t)： ,

? + θ_χ )

( )|(3ί»ί7_3m - 0.5ωϋ _lm ) + 1.5i₀ (t_{ )ωϋ _{lm t} n \

- iwu_im -, ^cos(3ft¾ +

[t)U_lm + 1wU_im ^2wU_im - 0.5ωί7 _lm) - 9ωΙΙ _3m [3ωΙΙ _3m -0.5ωΙΙ_ΐΜ) 计算 t采样时刻 ^4相避雷器泄漏电流中的容性电流值 i_Ac (t)：

计算 t采样时刻 相避雷器泄漏电流中的阻性电流值 i_Br (t)：

)U_Xm ωΐΐ^^ΐωίΐ^ - 0.5ωϋ_1ΐη)-9ωυ_3ΐη {3ωϋ_3ΐη -0.5ωϋ_1ΐη) 计算 t采样时刻 相避雷器泄漏电流中的容性电流值 i_Bc (t)：

-120°

计算 t采样时刻 C相避雷器泄漏电流中的阻性电流值 i_Cr (t)：

计算 t采样时刻 C相避雷器泄漏电流中的容性电流值 i_Cc (t)： . \ |^(¾)|(¹²^3m -0.5^i_m)-z₀(?₁)(3^_3m -0.5ωϋ_1}η) , c (t) = -₍ ^{! !} ₍ \^ω^\πι COS + θ\ + 120。

0° J

其中， i_A t)、 i_B(t), 分别为 ί采样时刻流经 ^、 B、 c相避雷器接地引下线的泄漏 电流采样值； ₀(¾) = ^(¾) + (¾) + ^(¾)； ^( 为^采样时刻流经 ^相避雷器接地引下线的 泄漏电流采样值； )为 采样时刻流经 ^相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值； i 为 采样时刻流经 β相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值； i_c( 为 t\采样时刻流经 c相避雷 器接地引下线的泄漏电流采样值；

t^A相避雷器高压侧电压波形过零点的采样时刻且满足 _Ua { -Αή<0和 _Ua { ₊Αή>0 ; u_A{_tl-At), _Μ^₁₊Δ^|分别为 - 、 + 采样时刻的 相避雷器高压侧电压采样值； A为 相 避雷器高压侧电压的基频电压的相角； 0₃为 相避雷器高压侧电压的三次谐波电压的相角； U_lm为 A相避雷器高压侧电压的基频电压的幅值； U _m为 ^相避雷器高压侧电压的三次谐波 电压的幅值； t为采样时刻； t₂为一个基波周期内 ^相避雷器高压侧电压任意过零点的采样时 刻； 《为电力系统角频率。

本发明方法在数学模型上考虑了三次电压谐波和相间耦合电容的影响， 实现了对三相避 雷器泄漏电流中的阻性电流和容性电流暂态过程的精确测量， 实现了对三相避雷器绝缘性能 监测时间点缩短到各采样时刻， 为发现避雷器绝缘性能动态变化情况、 为快速制定避雷器检 修方案提供可靠依据。

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉 本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在 本发明的保护范围之内。

Claims

1、 避雷器阻性电流和容性电流暂态值的测量方法， 其特征在于， 包括下列步骤：

(1)提供一种测量装置， 其采集各采样时刻的 ^、 B、 C三相避雷器接地引下线的泄漏电 流采样值和各采样时刻的 ^相避雷器高压侧电压采样值；

(2) 测量装置根据其所获得的电量值计算 t采样时刻 ^相避雷器泄漏电流中的阻性电流 值^ 0):

t装置计算 采样时刻 相避雷器泄漏电流中的容性电流值 (0： i_Ac (t) = 7 ^{! !}—— v ωίΐ _lm cos + θ_λ

(3) 测量装置计算 t采样时刻 相避雷器泄漏电流中的阻性电流值 (t)：

. . _M

t、 _TJ

i_Rr( ) = i_R(t) - ωυ,„ -120

, _ττ - |^(,₂)|(6^7_3m +0.5^7_lm) + ₀(,₁)(3^7_3m +2.5ωυ_Χΐη) , _Ω \

η 3^ + θ₃ )

)U_Xm ωΐΐ^^ΐωίΐ^ -0.5ωϋ_1ΐη)-9ωυ_3ΐη{3ωυ_3ΐη -0.5ωϋ_1ΐη) 测量装置计算 _t采样时刻 相避雷器泄漏电流中的容性电流值 i_Bc (t)：

. _{(ίΛ TT} |'. ,₂)|(2k^_3m -ϋ.5ωυ_1η)-ί_ϋ{ ωυ,_η +Q.5^_lm)

i_Rr (ΐ) = ωϋ_λΎη rcos ^ + ^, -120°

(4) 测量装置计算 t采样时刻 C相避雷器泄漏电流中的阻性电流值 ^(t)：

测量装置计算 采样时刻 c相避雷器泄漏电流中的容性电流值

. \ |^(¾)|(¹²^3m -0.5^i_m)-z₀(?₁)(3^3m -^-^lm ) _{TT †}

(t) = -₍ ^{! !} ₍ \^ω^\πι COS + θ\ +， 12，_{n0 c} 0。

0° J

其中， i_A t)、 i_B(t), 分别为 f采样时刻流经 ^、 B、 c相避雷器接地引下线的泄漏 电流采样值； ₀(¾) = ^(¾) + (¾) + ^(¾)； ^( 为^采样时刻流经 ^相避雷器接地引下线的 泄漏电流采样值； )为 采样时刻流经 ^相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值； i 为 采样时刻流经 β相避雷器接地引下线的泄漏电流采样值； i_c( 为 采样时刻流经 c相避雷 器接地引下线的泄漏电流采样值；

t^A相避雷器高压侧电压波形过零点的采样时刻且满足 _Ua { -Αή<0和 _Ua { ₊Αή>0 ; u_A{_tl-At), _Μ^_{1 +}Δ^|分别为 - 、 + 采样时刻的 相避雷器高压侧电压采样值； 为 相 避雷器高压侧电压的基频电压的相角； 0₃为 相避雷器高压侧电压的三次谐波电压的相角； U_lm为 A相避雷器高压侧电压的基频电压的幅值； U _m为 ^相避雷器高压侧电压的三次谐波 电压的幅值； t为采样时刻； t₂为一个基波周期内 ^相避雷器高压侧电压任意过零点的采样时 刻； 《为电力系统角频率；

(5)测量装置将其计算得到的^ 4、 B、 C三相避雷器泄露电流中的阻性电流暂态值和容性 电流暂态值进行存储。