專利名稱：一種帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，尤其涉及一種帶電評估變
電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
由于電氣設(shè)備預(yù)防性試驗存在局限性，在電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修大趨勢下，電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)是電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的分支。容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)通過監(jiān)測容性設(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)二次計量繞組電壓(該二次計量繞組電壓在誤差允許范圍內(nèi)反映一次側(cè)電壓)，通過FFT(快速傅立葉)算法計算得到泄露電流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中標出的^為阻性電流S (所述阻性電流S為一絕緣特征量)。當容性設(shè)備存在絕緣隱患時，介質(zhì)損耗角S將變大；當避雷器存在絕緣隱患時，阻性電流^將變大，這時，絕緣在線監(jiān)測設(shè)備應(yīng)當可以實時捕捉絕緣特征量的變化，及時報警。 隨著電子系統(tǒng)、數(shù)字信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，為了增強電力系統(tǒng)的抗干擾性能，模擬信號就近數(shù)字化已經(jīng)成為設(shè)計絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的主流。在實際工程中，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計量繞組電壓信號，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。 目前國內(nèi)針對容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場安裝之后，評估該系統(tǒng)監(jiān)測的有效性，以及長時間運行后該系統(tǒng)監(jiān)測的有效性，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，相當于在原回路中串接一個功率電阻。通過串接電阻改變絕緣特征量的大小，而觀察在線監(jiān)測系統(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， 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，嚴重威脅人身、設(shè)備安全。另外，當容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時，存在監(jiān)測設(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帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，可以在變電站工作的情況下，安全地對容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作情況進行評估。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其包括以下步驟 (1)通過可直接取得電流的穿心式互感器獲得容性設(shè)備、避雷器的泄露電流I ;
(2)通過正交變換電路，將所述可直接取得電流的穿心式互感器二次輸出端輸出的電流進行正交變換； (3)將正交變換后的信號輸入程控增益放大電路，通過控制電路控制所述程控增益放大電路的增益； (4)將所述程控增益放大電路輸出的激勵電流信號A I穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器； (5)通過改變控制電路的控制參數(shù)，改變所述程控增益放大電路的增益，并比較變
電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的絕緣特征量變化與實際絕緣特征量變化。 本發(fā)明所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其中，所述可直接取得
電流的穿心式互感器是鉗形電流表。 本發(fā)明所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其中，步驟(2)包括
(21)將所述可直接取得電流的穿心式互感器二次輸出端輸出的電流，輸入功率放大電路； (22)通過正交變換電路，將所述功率放大電路輸出的信號經(jīng)過進行正交變換。
本發(fā)明所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其中，所述步驟(4)包括 (41)對所述程控增益放大電路輸出的激勵電流信號A I進行穩(wěn)流；
(42)將穩(wěn)流后的激勵電流信號A I穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，通過采用可直接取得電流的穿心式互感器，而可以在變電站工作的情況下獲取容性設(shè)備、避雷器的泄露電流，并且避免了現(xiàn)有技術(shù)中需將設(shè)備末屏接地線斷開的情況，從而使得所述設(shè)備末屏接地端口以外與大地斷開而形成高壓的情況不會發(fā)生，保證了方法實施的安全性。


圖1是絕緣特征信號矢量圖； 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)控系統(tǒng)的電路圖； 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中用于評估容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)控系統(tǒng)的電路的電路圖； 圖5是本發(fā)明所述的帶電評估變電站容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，所基于的帶電評估裝置的電路圖； 圖6A是泄露電流與激勵電流穿心通過監(jiān)測傳感器的示意 圖6B、圖6C是絕緣特征信號疊加示意圖； 圖7是本發(fā)明所述的帶電評估變電站容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。 本發(fā)明提供了一種帶電評估變電站容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，
其基于一種帶電評估裝置。 如圖5所示，所述帶電評估裝置的一種具體實施包括鉗形電流表11 、 I/V變換電路
12、正交變換電路13、程控增益放大電路14、微處理器15和V/I電路16，其中 鉗形電流表是由電流互感器和電流表組合而成，電流互感器的鐵心在捏緊扳手時
可以張開；被測電流所通過的導(dǎo)線可以不必切斷就可穿過鐵心張開的缺口，當放開扳手后
鐵心閉合；穿過鐵心的被測電路導(dǎo)線就成為電流互感器的一次線圈。 因此在本發(fā)明方法所基于的帶電評估裝置中，采用鉗形電流表11中的電流互感器來將容性設(shè)備、避雷器的泄露電流I轉(zhuǎn)換成II并輸出，并且，在實際操作時，由于電流互感器的一次側(cè)線圈匝數(shù)很少， 一般也就是一根導(dǎo)線，二次側(cè)放很多匝線圈，這樣，從能量守恒的角度上來說，二次側(cè)線圈中的電流幅值會比一次側(cè)線圈中的電流幅值小很多。
而由于所述鉗形電流表11輸出的電流幅值小，因此其輸出的功率也小，直接帶動不了正交變換電路13，需要將所述鉗形電流表11輸出的功率放大，因此，所述鉗形電流表11的二次輸出端將經(jīng)過變換后的較小電流II輸入到所述IA變換電路12，所述1/V變換電路12輸出得到電壓信號U1。 所述鉗形電流表11也可以是其它的可直接取得電流的穿心式互感器。 其中，所述1/V變換電路12實際起到的是功率放大電路的作用，因此，所述1/V變
換電路12也可以替換為其他的具有功放功能的電路。 所述正交變換電路13用于將電壓信號Ul進行正交變換，得到電壓信號U2，所述正交變換電路13可以采用微分電路。所述正交變換電路13的輸出端與所述程控增益放大電路14的輸入端。 所述程控增益放大電路14的各增益控制端分別與所述微處理器15的各端口相連接；通過所述微處理器15各端口的高低電平的選擇，而控制所述程控增益放大電路14的放大增益。所述程控增益放大電路14根據(jù)該放大增益，將電壓信號U2放大，輸出電壓信號U3。 其中，所述微處理器15起到控制所述程控增益放大電路14的放大增益的作用，也可以替換為其他形式的控制電路。 所述V/I變換電路16的輸入端與所述程控增益放大電路14的輸出端連接，所述V/I變換電路16將所述電壓信號U3轉(zhuǎn)換為激勵電流A I，當所述帶電評估裝置需要評估在線監(jiān)測系統(tǒng)時，將激勵電流AI穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器。
其中，所述V/I變換電路16起到的是穩(wěn)流的作用，因此所述V/I變換電路16也可以替換為其他的具有穩(wěn)流作用的電路。 所述帶電評估裝置應(yīng)用于評估在線監(jiān)測系統(tǒng)后，如圖6A所示，泄露電流I和激勵電流AI都穿心流過外部泄露電流監(jiān)測互感器，此時，所述外部泄露電流監(jiān)測互感器感應(yīng)
到的信號為所述泄露電流I和所述激勵電流A I的矢量和，由于所述激勵電流A I和所述泄露電流I之間的交角為90度，并且所述激勵電流A I相對所述泄露電流I很小，因此，如圖6B、圖6C所示，改變所述激勵電流A I的大小，將改變所述激勵電流A I和所述泄露電流i的矢量和，也將改變該矢量與一次電壓u之間的交角e ，從而也會改變絕緣特征量s、iK。
因此，通過改變所述控制電路15的控制信號而改變所述程控增益放大電路14的放大增益， 可以改變激勵電流AI的大小，從而可以改變絕緣特征量S 、 k，這時通過觀察在線監(jiān)測系
統(tǒng)是否能夠正確反映絕緣特征變化量，就可以評估在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作情況。 如圖7所示，本發(fā)明所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，包括以下 步驟 步驟71 :通過可直接取得電流的穿心式互感器獲得容性設(shè)備、避雷器的泄露電流 I ; 根據(jù)一種具體實施方式
，所述可直接取得電流的穿心式互感器為鉗形電流表；
步驟72 :將所述可直接取得電流的穿心式互感器二次輸出端輸出的電流，輸入功 率放大電路； 步驟73 :通過正交變換電路，將所述功率放大電路輸出的信號經(jīng)過進行正交變 換； 步驟74 :將正交變換后的信號輸入程控增益放大電路，通過控制電路控制所述程 控增益放大電路的增益； 步驟75 :對所述程控增益放大電路輸出的激勵電流信號A I進行穩(wěn)流； 步驟76 :將穩(wěn)流后的激勵電流信號A I穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器； 步驟77 :通過改變控制電路的控制參數(shù)，改變所述程控增益放大電路的增益，并
比較變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的絕緣特征量變化與實際絕緣特征量變化。 基于上述實施例所述帶電評估裝置，本發(fā)明所述的方法的一種具體實施詳細說明
如下 通過鉗形電流表11獲得容性設(shè)備、避雷器的泄露電流I，并將所述鉗形電流表11 二次輸出端的電流輸入到IA變換電路12，得到電壓信號U1 ; 通過正交變換電路13，將所述電壓信號Ul進行正交變換，得到電壓信號U2 ;
再將所述電壓信號U2接入到程控增益放大電路14 ; 由微處理器15輸出控制信號至所述程控增益放大電路14，以控制所述程控增益 放大電路14的放大增益； 通過V/I變換電路，將來自所述程控增益放大電路14輸出端的信號，轉(zhuǎn)換為激勵 電流AI，所述激勵電流AI穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器； 通過改變所述微處理器各控制端口的電平，改變所述程控增益放大電路的增益， 并比較容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的絕緣特征量變化與實際絕緣特征量變 化；如果觀察到容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)可以正確反映絕緣特征量的變化，則可 評估所述容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)工作正常；反之，所述容性設(shè)備、避雷器絕緣 在線監(jiān)測系統(tǒng)故障。 以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，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)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)通過可直接取得電流的穿心式互感器獲得容性設(shè)備、避雷器的泄露電流I；(2)通過正交變換電路，將所述鉗形電流表二次輸出端輸出的電流進行正交變換；(3)將正交變換后的信號輸入程控增益放大電路，通過控制電路控制所述程控增益放大電路的增益；(4)將所述程控增益放大電路輸出的激勵電流信號ΔI穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器；(5)通過改變所述控制電路的控制參數(shù)，改變所述程控增益放大電路的增益，并比較變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的絕緣特征量變化與實際絕緣特征量變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述可直接取得電流的穿心式互感器是鉗形電流表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟(2)包括:(21) 將所述可直接取得電流的穿心式互感器二次輸出端輸出的電流，輸入功率放大電路；(22) 通過正交變換電路，將所述功率放大電路輸出的信號經(jīng)過進行正交變換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述步驟(4)包括(41) 對所述程控增益放大電路輸出的激勵電流信號A I進行穩(wěn)流；(42) 將穩(wěn)流后的激勵電流信號AI穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶電評估變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的方法，包括以下步驟(1)通過可直接取得電流的穿心式互感器獲得容性設(shè)備、避雷器的泄露電流I；(2)通過正交變換電路，將所述可直接取得電流的穿心式互感器二次輸出端輸出的電流進行正交變換；(3)將正交變換后的信號輸入程控增益放大電路；(4)將所述程控增益放大電路輸出的激勵電流信號ΔI穿心輸出到外部泄露電流監(jiān)測互感器；(5)改變所述程控增益放大電路的增益，并比較變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的絕緣特征量變化與實際絕緣特征量變化。本發(fā)明可以在變電站工作的情況下，安全地對容性設(shè)備、避雷器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作情況進行評估。
文檔編號G01R31/00GK101726675SQ20081017250
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者廖源, 杜忠東, 鄧澤官 申請人:武漢華瑞測控科技有限公司