專利名稱：一種在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，尤其涉及一種在線評(píng)估變
電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
由于電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)存在局限性，在電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修大趨勢(shì)下，電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分支。容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)容性設(shè)備泄露電流Ic、避雷器泄露電流^以及相關(guān)聯(lián)的PT(電壓互感器)二次計(jì)量繞組電壓(該二次計(jì)量繞組電壓在誤差允許范圍內(nèi)反映一次側(cè)電壓)，通過(guò)FFT(快速傅立葉)算法計(jì)算得到泄露電流In、一次電壓u以及交角e ，其中，如圖l所示，所述交角e是一次電壓U的相位與泄露電流In的相位之差。 如圖2所示，是容性設(shè)備、避雷器等效模型，由于有阻性分量的存在，容性設(shè)備泄露電流與一次電壓的交角、避雷器泄露電流與一次電壓的交角都小于90度，并定義圖1中標(biāo)出的S為介質(zhì)損耗角(所述介質(zhì)損耗角為一絕緣特征量)，定義圖1中標(biāo)出的^為阻性電流S (所述阻性電流S為一絕緣特征量)。當(dāng)容性設(shè)備存在絕緣隱患時(shí)，介質(zhì)損耗角S將變大；當(dāng)避雷器存在絕緣隱患時(shí)，阻性電流^將變大，這時(shí)，絕緣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)當(dāng)可以實(shí)時(shí)捕捉絕緣特征量的變化，及時(shí)報(bào)警。 隨著電子系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展，為了增強(qiáng)電力系統(tǒng)的抗干擾性能，模擬信號(hào)就近數(shù)字化已經(jīng)成為設(shè)計(jì)絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主流。在實(shí)際工程中，如圖3所示，利用穿心式傳感器取樣容性設(shè)備泄露電流、避雷器泄露電流以及PT計(jì)量繞組電壓信號(hào)，分別就近數(shù)字化，根據(jù)采樣數(shù)據(jù)重建In的正弦波形圖與U的正弦波形圖，再由In的波形參數(shù)和U的波形參數(shù)求得In與U之間的相位差，從而求出介質(zhì)損耗角。 目前國(guó)內(nèi)針對(duì)容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝之后，評(píng)估該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的有效性，以及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的有效性，如圖4所示，采取的方法是在容性設(shè)備、避雷器末屏接地線兩端并接電阻后，解開原末屏接地線，相當(dāng)于在原回路中串接一個(gè)功率電阻。通過(guò)串接電阻改變絕緣特征量的大小，而觀察在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否能夠正確反映絕緣特征量的變化。但是，上述方法非常危險(xiǎn)， 一旦一次設(shè)備末屏接地端口與大地意外斷開，末屏端口將形成高壓，嚴(yán)重威脅人身、設(shè)備安全。另外，當(dāng)容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)，存在監(jiān)測(cè)設(shè)備自身故障的可能性，因此，需要分辨故障類型，定位一次設(shè)備故障或監(jiān)測(cè)設(shè)備故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，可以在變電站工作的情況下，安全地對(duì)容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行評(píng)估。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其包括以下步驟 (1)通過(guò)變頻電路，將所述在線監(jiān)測(cè)單元輸出頻率為M赫茲的電源信號(hào)變頻，產(chǎn)生一頻率為N赫茲的電流信號(hào)，N不等于M ; (2)將所述頻率為N赫茲的電流信號(hào)穿心輸出到多個(gè)由所述電流傳感器和所述在線監(jiān)測(cè)單元的基準(zhǔn)電流傳感器組成的串聯(lián)回路中； (3)比較同一串聯(lián)回路中所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的電流信號(hào)的相位
和所述在線監(jiān)測(cè)單元的基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的電流信號(hào)的相位。 本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其中，步驟(3)包括 (31)所述在線監(jiān)測(cè)單元采集同一串聯(lián)回路中所述電流傳感器輸出的頻率為N赫
茲的模擬電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)； (32)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路，將所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)
和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號(hào)； (33)通過(guò)比較所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的數(shù)
字電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的數(shù)字電流信號(hào)，而得知所述電流
傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的
模擬電流信號(hào)之間的相位差。 本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其中，所述變頻電路是鎖相倍頻電路。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，可以在變電站工作的情況下，安全地對(duì)容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行評(píng)估。


圖1是絕緣特征信號(hào)矢量圖； 圖2是容性設(shè)備、避雷器等效模型圖； 圖3是容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路圖； 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中用于評(píng)估容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路的電路圖； 圖5是本發(fā)明采用的絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖6是本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法的一種具體實(shí)施的流程圖； 圖7是本發(fā)明采用的電流監(jiān)測(cè)通道的部分電路圖； 圖8是本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法的另一種具體實(shí)施的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。 變電站中容性設(shè)備、避雷器絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)，往往存在在線監(jiān)測(cè)設(shè)備自身故障的可能性，因此，如何分辨故障類型是一次設(shè)備(即容性設(shè)備、避雷器)故障還是在
線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障，是絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自評(píng)估的必要環(huán)節(jié)。
如圖5所示，絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括 多個(gè)電流傳感器51，分別用于檢測(cè)各個(gè)容性設(shè)備和避雷器的泄漏電流；
用于判斷各個(gè)容性設(shè)備、避雷器的絕緣特征量是否正常的在線監(jiān)測(cè)單元52 ;
以及多個(gè)分別與所述電流傳感器串接的基準(zhǔn)電流傳感器，其中，一個(gè)電流傳感器和一個(gè)基準(zhǔn)電流傳感器串接；所述基準(zhǔn)電流傳感器內(nèi)置于所述在線監(jiān)測(cè)單元52中；
所述在線監(jiān)測(cè)單元52是通過(guò)所述電流傳感器51監(jiān)測(cè)到的泄漏電流，而判斷容性設(shè)備、避雷器是否工作正常的，而在實(shí)際操作中，往往存在電流傳感器51、信號(hào)通道和/或基準(zhǔn)電流傳感器發(fā)生故障的可能性，因此本發(fā)明提供了一種在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，采用異頻自校驗(yàn)法，定位異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生原因，從而在線對(duì)絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。 在本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法中，所述在線監(jiān)測(cè)單元52通過(guò)一變頻電路將50赫茲的電源信號(hào)變頻，產(chǎn)生一頻率為N赫茲的電流信號(hào)，N不等于50赫茲，并將所述頻率為N赫茲的電流信號(hào)穿心輸出到多個(gè)由所述電流傳感器51和所述在線監(jiān)測(cè)單元52的基準(zhǔn)電流傳感器組成的串聯(lián)回路中。 根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述變頻電路可以是鎖相倍頻電路53，所述在線監(jiān)測(cè)
單元52通過(guò)所述鎖相倍頻電路53，將50赫茲的電源信號(hào)轉(zhuǎn)換為100赫茲的電流信號(hào)。采
用所述鎖相倍頻電路53，頻率跟蹤準(zhǔn)確，整數(shù)倍頻，便于FFT算法分析。 然后，如圖6所示，所述絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集串聯(lián)回路中的模擬信號(hào)，通過(guò)比較
同一串聯(lián)回路中，所述電流傳感器51輸出的電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率
為N赫茲的電流信號(hào)的相位差，而評(píng)估所述絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)如下 當(dāng)所述在線監(jiān)測(cè)單元52通過(guò)所述電流傳感器51輸出的50赫茲的電流信號(hào)而判
斷介損數(shù)據(jù)正常時(shí)，當(dāng)多個(gè)串聯(lián)回路中的所述相位差都為0弧度時(shí)，評(píng)估絕緣在線監(jiān)測(cè)系
統(tǒng)正常，進(jìn)入正常監(jiān)測(cè)程序； 在所述在線監(jiān)測(cè)單元52通過(guò)所述電流傳感器51輸出的50赫茲的電流信號(hào)而判斷介損數(shù)據(jù)異常的情況下 當(dāng)多個(gè)串聯(lián)回路中的部分所述相位差不為0弧度時(shí)，評(píng)估所述絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的該部分電流測(cè)量通道存在故障，輸出結(jié)果并報(bào)警； 當(dāng)多個(gè)串聯(lián)回路中的全部所述相位差都不為0弧度時(shí)，評(píng)估所述絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)電流傳感器通道存在故障，輸出結(jié)果并報(bào)警； 如圖7所示，可以通過(guò)一 A/D轉(zhuǎn)換電路，先采用FFT算法將所述電流傳感器51和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號(hào)，再在一 DSP電路中對(duì)所述數(shù)字電流信號(hào)進(jìn)行相位比較。將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號(hào)后進(jìn)行相位比較的好處是速度快，精度高。此時(shí)，如圖8所示，本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法包括以下步驟 步驟81 :通過(guò)鎖相倍頻電路，將所述在線監(jiān)測(cè)單元輸出頻率為50赫茲的電源信號(hào)變頻，產(chǎn)生一頻率為100赫茲的電流信號(hào)； 步驟82 :將所述頻率為IOO赫茲的電流信號(hào)穿心輸出到多個(gè)由所述電流傳感器和所述在線監(jiān)測(cè)單元的基準(zhǔn)電流傳感器組成的串聯(lián)回路中； 步驟83 :所述在線監(jiān)測(cè)單元采集同一串聯(lián)回路中所述電流傳感器輸出的頻率為 100赫茲的模擬電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為100赫茲的模擬電流信號(hào)；
步驟84 :通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路，將所述電流傳感器輸出的頻率為100赫茲的模擬電 流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為100赫茲的模擬電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信 號(hào)； 步驟85 :通過(guò)比較所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的所述電流傳感器輸出的頻率為100赫 茲的數(shù)字電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為ioo赫茲的數(shù)字電流信號(hào)，而得知 所述電流傳感器輸出的頻率為100赫茲的模擬電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻
率為ioo赫茲的模擬電流信號(hào)之間的相位差。 以上說(shuō)明對(duì)本發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，
在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但 都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)通過(guò)變頻電路，將所述在線監(jiān)測(cè)單元輸出的頻率為M赫茲的電源信號(hào)變頻，產(chǎn)生一頻率為N赫茲的電流信號(hào)，N不等于M；(2)將所述頻率為N赫茲的電流信號(hào)穿心輸出到多個(gè)由所述電流傳感器和所述在線監(jiān)測(cè)單元的基準(zhǔn)電流傳感器組成的串聯(lián)回路中；(3)比較同一串聯(lián)回路中所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的電流信號(hào)的相位和所述在線監(jiān)測(cè)單元的基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的電流信號(hào)的相位。
2. 如權(quán)利要求1所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟 (3)包括:(31) 所述在線監(jiān)測(cè)單元采集同一串聯(lián)回路中所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的 模擬電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)；(32) 通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路，將所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)和所 述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號(hào)；(33) 通過(guò)比較所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的數(shù)字電 流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的數(shù)字電流信號(hào)，而得知所述電流傳感 器輸出的頻率為N赫茲的模擬電流信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的模擬 電流信號(hào)之間的相位差。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征在于，所 述變頻電路是鎖相倍頻電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟(1)通過(guò)變頻電路，將所述在線監(jiān)測(cè)單元輸出的頻率為M赫茲的電源信號(hào)變頻，產(chǎn)生一頻率為N赫茲的電流信號(hào)，N不等于M；(2)將所述頻率為N赫茲的電流信號(hào)穿心輸出到多個(gè)由所述電流傳感器和所述在線監(jiān)測(cè)單元的基準(zhǔn)電流傳感器組成的串聯(lián)回路中；(3)比較同一串聯(lián)回路中所述電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的電流信號(hào)的相位和所述在線監(jiān)測(cè)單元的基準(zhǔn)電流傳感器輸出的頻率為N赫茲的電流信號(hào)的相位。本發(fā)明所述的在線評(píng)估變電站絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法，可以在變電站工作的情況下，安全地對(duì)容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行評(píng)估。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101726674SQ20081017126
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者廖源, 杜忠東, 鄧澤官 申請(qǐng)人:武漢華瑞測(cè)控科技有限公司