專利名稱：一種電子式電流互感器的漸變性故障在線診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子式電流互感器的漸變性故障在線診斷方法。
(二 )背景技術(shù)：
隨著智能變電站的建設(shè)推廣，電子式互感器的應用日趨廣泛?，F(xiàn)場運行的電子式互感器，由于性能劣化和現(xiàn)場環(huán)境惡劣等原因，其輸出與理想狀態(tài)下的值往往存在測量誤差，降低了供電可靠性。由于電子式互感器同電磁式互感器在原理上有很大的不同，其可靠性也會呈現(xiàn)出一些新的特點。實際掛網(wǎng)的電子式互感器，運行時間都不長，大多具有較高的故障率，且尚處于產(chǎn)品的早期故障階段，電子式互感器在惡劣環(huán)境下長期運行后，性能不再穩(wěn)定。
目前，尚無有效手段對運行中的電子式電流互感器進行在線監(jiān)測和故障診斷。當其狀態(tài)出現(xiàn)異常，將直接影響到站內(nèi)二次設(shè)備功能的實現(xiàn)，鑒于尚不能消除電子式電流互感器的故障，研究電子式電流互感器的故障診斷方法具有重大的現(xiàn)實意義。目前，對電子式互感器可靠性的研究僅限于事前分析階段，大多以校驗的方式對互感器的品質(zhì)進行離線評估。而在線校驗方式則需要特定的標準電流傳感器掛入網(wǎng)中，且標準通道還需額外的高壓側(cè)信號采集處理系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和高壓側(cè)供能電源，其最大的弊端是只能人工對單一固定的電子式互感器進行現(xiàn)場校驗，現(xiàn)場靈活性明顯大大降低，由此可見這種方式并不是真正意義上的實時在線狀態(tài)監(jiān)測。國內(nèi)對電子式互感器的狀態(tài)監(jiān)測還停留在定期停電維修的水平?；谛盘柼幚淼碾娮邮交ジ衅魍蛔冃怨收显\斷，利用小波變換提取電子式互感器輸出信號的突變時刻，并通過檢測該時刻下是否有2個及以上互感器發(fā)生信號突變，來判斷是單互感器故障還是電網(wǎng)本身的故障。該方法對電子式互感器的突變性故障診斷進行了有益探索，然而對漸變性故障的診斷仍無能為力。當電子式互感器發(fā)生漸變性故障時，故障特征信號在時域中表現(xiàn)為跨度大且局部特征不明顯，很難直接用于故障判斷。由此可見，目前國內(nèi)外對于電子式電流互感器的故障診斷研究仍處于起步階段，尤其對漸變性故障的診斷幾乎處于空白，未見相關(guān)報道，尚無成熟的理論和方法可供借鑒。鑒于針對電子式互感器運行狀態(tài)識別的研究開展較少，其監(jiān)測還停留在定期停電維修水平，對正在運行的電子式電流互感器進行在線監(jiān)測，制定一套有效的故障診斷方法成為一個亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電子式電流互感器漸變性故障的診斷方法，它無需附加外部硬件檢測設(shè)備，可在電子式互感器不停電、不脫網(wǎng)的條件下，實現(xiàn)漸變性故障的在線診斷，準確識別定位智能變電站中的故障電子式電流互感器。本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，它包括有如下的步驟(I)、采集整個變電站電子式互感器的輸出信號
①、實時采集變電站各條輸電線路首端電子式互感器輸出的三相電流、電壓瞬時信號，同時，采集輸電線路末端電子式電流互感器輸出的電流瞬時信號in (t)，它所對應的三相電流瞬時信號是(t)、Iiib (t)、inC (t);獲取電信號的時間間隔均為At，且O. 05ms ^ Δ t ^ O. 25ms ；②、實時釆集變電站各臺變壓器一次側(cè)電子式互感器輸出的三相電流瞬時信號i1A⑴、i1B⑴、ilc (t),以及三相電壓瞬時信號u1A (t)、u1B (t)、ulc (t),同時,采集變壓器二次側(cè)電子式電流互感器輸出的電流瞬時信號i2 (t)，它所對應的三相電流瞬時信號是i2A(t)、i2B (t)、i2C (t);獲取電信號的時間間隔均為At，且O. 05ms彡At彡O. 25ms;(2)、計算t時刻下的輸電線路末端和變壓器二次側(cè)的理論電流瞬時值①、計算t時刻下的輸電線路末端的理論電流瞬時值
用步驟(I)獲取的t時刻下輸電線路首端的三相電流、電壓瞬時信號，計算出輸電線路首端t時刻下的電流正序分量iml (t)、電流負序分量im2 (t)和電流零序分量im(l (t)以及電壓正序分量uml (t)、電壓負序分量Um2 (t)、電壓零序分量Umtl (t)，將它們代入到如下的公式中，分別計算出輸電線路末端的電流正序分量Lnl (t)、電流負序分量(t)、電流零序分量ijn(i (t)iJn (t) =im (t) -Cxum(1) (t) +1/2X (RCx2im(1) (t) +LCx2im(2) (t))上面式中R是輸電線路的單位長度等效電阻，針對正序分量、負序分量和零序分量的計算，它分別對應的取值是Rl、R2、RO ；L是輸電線路的單位長度等效電感，針對正序分量、負序分量和零序分量的計算，它分別對應的取值是LI、L2、LO ；C是輸電線路的單位長度等效電容，針對正序分量、負序分量和零序分量的計算，它分別對應的取值是Cl、C2、CO ；χ是輸電線路的長度；iJn (t)是輸電線路末端的電流序分量理論計算值，針對電流正序分量，iJn (t)就是ijnl (t),針對電流負序分量，ijn (t)就是ijn2 (t),針對電流零序分量，ijn (t)就是ijn(l(t)；im (t)是輸電線路首端的電流序分量；針對電流正序分量,im (t)就是iml (t);針對電流負序分量，im (t)就是im2 (t);針對電流零序分量，im (t)就是im(l (t)；um(n (t) = (um(t)-um(t_A t) )/Δ t ;針對電壓正序分量，Um (t)就是 Uml (t);針對電壓負序分量，um (t)就是um2 (t);針對電壓零序分量，um (t)就是um(l (t)；im(1) (t) = (im(t)-im(t-A t) ) / Δ t ；im(2) (t) = (im(t)-2im(t_A t)+im(t_2 Δ t) ) / Δ t2 ；根據(jù)計算得到的t時刻下輸電線路末端的電流正序分量ijnl (t)、電流負序分量iJn2 (t)、電流零序分量ijnCi (t)，計算出輸電線路末端的理論電流瞬時值iMt(t)，它所對應的三相理論電流瞬時值分別是LutA(t)、i0UtB(t)、ioutc(t)；②、計算t時刻下變壓器二次側(cè)的理論電流瞬時值將步驟(I)中獲取的t時刻下變壓器一次側(cè)三相電流i1A (t)、i1B (t)、ilc (t)和三相電壓U1A (t)、U1B (t),Ulc (t)的瞬時信號代入到如下公式中，計算出變壓器勵磁支路的磁通密度增量AB(t)
權(quán)利要求
1.一種電子式電流互感器的漸變性故障在線診斷方法，它包括有如下的步驟 (1)、采集整個變電站電子式互感器的輸出信號 ①、實時采集變電站各條輸電線路首端電子式互感器輸出的三相電流、電壓瞬時信號，同時，采集輸電線路末端電子式電流互感器輸出的電流瞬時信號in (t)，它所對應的二相電流瞬時彳目號是i A (t)、inB (t)> inC (t);獲取電/[目號的時間間隔均為A t,且·0. 05ms ^ At^O. 25ms ； ②、實時采集變電站各臺變壓器一次側(cè)電子式互感器輸出的三相電流瞬時信號i1A(t)、iiB (t)、ilc (t),以及三相電壓瞬時信號u1A (t)、u1B (t)、ulc (t),同時,采集變壓器二次側(cè)電子式電流互感器輸出的電流瞬時信號i2 (t)，它所對應的三相電流瞬時信號是i2A (t)、i2B (t)、i2C (t);獲取電信號的時間間隔均為At，且0.05ms彡At彡0.25ms; (2)、計算t時刻下的輸電線路末端和變壓器二次側(cè)的理論電流瞬時值 ①、計算t時刻下的輸電線路末端的理論電流瞬時值 用步驟(I)獲取的t時刻下輸電線路首端的三相電流、電壓瞬時信號，計算出輸電線路首端t時刻下的電流正序分量iml (t)、電流負序分量im2 (t)和電流零序分量im(l (t)以及電壓正序分量uml (t)、電壓負序分量um2 (t)、電壓零序分量um(l (t),將它們代入到如下的公式中，分別計算出輸電線路末端的電流正序分量Lnl (t)、電流負序分量(t)、電流零序分量ijnCi (t) iJn (t)=im (t) -Cxun/1) (t) +1/2X (RCx2im(1) (t) +LCx2I111 (2) (t)) 上面式中 R是輸電線路的單位長度等效電阻，針對正序分量、負序分量和零序分量的計算，它分別對應的取值是Rl、R2、RO ； L是輸電線路的單位長度等效電感，針對正序分量、負序分量和零序分量的計算，它分別對應的取值是LI、L2、LO ； C是輸電線路的單位長度等效電容，針對正序分量、負序分量和零序分量的計算，它分別對應的取值是Cl、C2、CO ； X是輸電線路的長度； ijn (t)是輸電線路末端的電流序分量理論計算值,針對電流正序分量,ijn (t)就是ijni(t),針對電流負序分量，iJn (t)就是ijn2 (t),針對電流零序分量，iJn (t)就是ijn(l (t)；im (t)是輸電線路首端的電流序分量；針對電流正序分量，im (t)就是iml (t);針對電流負序分量，im (t)就是im2 (t);針對電流零序分量，im (t)就是im(l (t)； um(1) (t) = (umw-um(t-A t) ) / A t ;針對電壓正序分量，um (t)就是Uml (t);針對電壓負序分量，um (t)就是um2 (t);針對電壓零序分量，um (t)就是um(l (t)；im(° ⑴=(im(t)-im(t-A t) ) / A t ；im(2) (t) = (im(t)-2im(t_ A t)+im(t_2 A t) ) / A t2 ； 根據(jù)計算得到的t時刻下輸電線路末端的電流正序分量(t)、電流負序分量ijn2(t)、電流零序分量ijn(l (t),計算出輸電線路末端的理論電流瞬時值i。# (t),它所對應的三相理論電流瞬時值分別是、i0UtB(t)、ioutc(t)； ②、計算t時刻下變壓器二次側(cè)的理論電流瞬時值 將步驟(I)中獲取的t時刻下變壓器一次側(cè)三相電流i1A (t)、i1B (t)、ilc (t)和三相電壓U1A (t)、U1B (t),Ulc (t)的瞬時信號代入到如下公式中，計算出變壓器勵磁支路的磁通密度增量AB(t)
全文摘要
一種電子式電流互感器的漸變性故障在線診斷方法，它包括有如下步驟采集整個變電站電子式互感器的輸出信號,并計算各時刻下的輸電線路末端和變壓器二次側(cè)的理論電流瞬時值，再與對應采集值比較，分別計算出各輸電線路首末兩端和變壓器一二次側(cè)電子式電流互感器的殘差，通過殘差與設(shè)定閾值的比較來判斷是否有電子式電流互感器發(fā)生漸變性故障，同時對母線注入電流做基爾霍夫檢測即可定位故障互感器。本發(fā)明操作簡便、計算精度高，可在電子式電流互感器不停電、不脫網(wǎng)、無需附加其它硬件設(shè)備的條件下，實現(xiàn)漸變性故障的在線診斷。
文檔編號G01R35/02GK102967842SQ20121041134
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者何建軍, 羅建, 徐瑞林, 王洪彬, 陳濤, 高晉, 張友強, 張曉勇, 鐘加勇, 劉祖建, 李 杰, 王瑞妙, 魏甦, 蔣昆, 徐鑫, 朱特, 余紅欣, 魏燕 申請人:重慶大學, 重慶市電力公司電力科學研究院