電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法
【專利摘要】一種電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，包括步驟：基于能量管理系統(tǒng)獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)；將所述二次電壓數(shù)據(jù)與各個(gè)變電站對應(yīng)的變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述二次電壓數(shù)據(jù)判斷所述電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息；根據(jù)所述故障狀態(tài)信息監(jiān)測所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的變電設(shè)備的電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)。上述電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，無需增加硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對電容式電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，監(jiān)測成本低，而且不影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，適宜在電力系統(tǒng)中廣泛推廣應(yīng)用。
【專利說明】 電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電容式電壓互感器(Capacitor Voltage Transformer, CVT)廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，是供電壓測量、功率測控、自動(dòng)控制、繼電保護(hù)并兼作電力線載波電容之用的電力設(shè)備，由于其沖擊強(qiáng)度小、體積小、重量輕，在實(shí)際應(yīng)用中又能可靠阻尼鐵磁諧振和具備優(yōu)良的瞬變響應(yīng)特性的優(yōu)點(diǎn)，逐漸取代電磁式電壓互感器，是電網(wǎng)中一種必不可少的設(shè)備。
[0003]電容式電壓互感器在運(yùn)行過程中，可能會(huì)出現(xiàn)因內(nèi)部受潮、老化和內(nèi)部電容元件擊穿導(dǎo)致的介質(zhì)損耗升高、二次電壓異常等設(shè)備缺陷，嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生爆炸，造成嚴(yán)重后果。因此，需要對電容式電壓互感器進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測可以掌握電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電容式電壓互感器故障，及早排除故障，從而將故障危害降到最低。
[0004]目前，電力系統(tǒng)也存在一些針對電容式電壓互感器的在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，但這些方法是以測量在相電壓下流過絕緣介質(zhì)的電流為基礎(chǔ)的，主要是通過對電容式電壓互感器電容量和介質(zhì)損耗值進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)合相關(guān)算法進(jìn)行計(jì)算，如不平衡補(bǔ)償法、電橋法、過零比較法或數(shù)字波形法等，通過信號(hào)檢測計(jì)算獲得監(jiān)測結(jié)果。
[0005]由于該方法中需要以難以準(zhǔn)確測量的電容式電壓互感器電容量和介質(zhì)損耗值為基礎(chǔ)，導(dǎo)致電容式電壓互感器監(jiān)測的準(zhǔn)確性及靈敏度得不到有效保證、而且應(yīng)用時(shí)需要停電進(jìn)行相應(yīng)的硬件改造，施工工藝復(fù)雜、成本高，而且硬件改造會(huì)帶來維護(hù)困難等問題，容易影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，因此，難以在電力系統(tǒng)中廣泛推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中成本高、容易影響安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題，提供一種電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法。
[0007]一種電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，包括如下步驟:
[0008]基于能量管理系統(tǒng)獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)；
[0009]將所述二次電壓數(shù)據(jù)與各個(gè)變電站對應(yīng)的變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)；
[0010]根據(jù)所述二次電壓數(shù)據(jù)判斷所述電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息；
[0011]根據(jù)所述故障狀態(tài)信息監(jiān)測所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的變電設(shè)備的電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)。
[0012]上述電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，基于能量管理系統(tǒng)獲取的二次電壓數(shù)據(jù)，將二次電壓數(shù)據(jù)與各個(gè)變電站對應(yīng)的變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并根據(jù)獲取的二次電壓數(shù)據(jù)判斷電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)。無需增加硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對電容式電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，監(jiān)測成本低，而且不影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，適宜在電力系統(tǒng)中廣泛推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為一個(gè)實(shí)施例的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)描述。
[0015]參見圖1所示，圖1為一個(gè)實(shí)施例的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法流程圖，包括如下步驟；
[0016]S1:基于能量管理系統(tǒng)(EMS)獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟SI獲取二次電壓數(shù)據(jù)的過程包括如下步驟:
[0018]S101、利用安裝于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器上的信號(hào)傳感器對二次電壓進(jìn)行采集。
[0019]信號(hào)傳感器的作用是對現(xiàn)場運(yùn)行的電容式電壓互感器二次電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。優(yōu)選的，所使用的信號(hào)傳感器的精度可以為0.2級，即測量值與真實(shí)值的誤差小于0.2%，由于能量管理系統(tǒng)設(shè)定的電容式電壓互感器故障檢出精度為I%，因此采用上述信號(hào)傳感器的精度可以符合能量管理系統(tǒng)的要求。
[0020]S102、通過能量管理系統(tǒng)周期性輪詢并采集各個(gè)變電站的信號(hào)傳感器獲得二次電壓數(shù)據(jù)并保存在數(shù)據(jù)庫中。
[0021]本步驟主要是對傳感器的信號(hào)進(jìn)行采集并傳輸，通過周期性輪詢方式獲取的數(shù)據(jù)量較全，信號(hào)采集時(shí)間間隔為ms級，即每秒鐘取幾百個(gè)數(shù)據(jù)，由此可以滿足能量管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)量的需求，實(shí)現(xiàn)對電容式電壓互感器二次電壓數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取。
[0022]S2:將所述二次電壓數(shù)據(jù)與各個(gè)變電站對應(yīng)的變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述S2中關(guān)聯(lián)的過程包括如下步驟:
[0024]S201、繪制所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器的接線拓?fù)鋱D。
[0025]S202、根據(jù)所述接線拓?fù)鋱D的電容式電壓互感器從設(shè)備臺(tái)賬系統(tǒng)中獲取各個(gè)變電站對應(yīng)的變電設(shè)備信息。
[0026]S203、將各個(gè)電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)與所述變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
[0027]由于能量管理系統(tǒng)的一次接線圖中并沒有電容式電壓互感器，因此，可以將采集的電容式電壓互感器二次電壓數(shù)據(jù)與其具體的設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)。首先繪制監(jiān)測區(qū)域內(nèi)所有變電站的電容式電壓互感器一次接線拓?fù)鋱D，然后結(jié)合設(shè)備臺(tái)賬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中的電容式電壓互感器二次電壓數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的變電設(shè)備的關(guān)聯(lián)，得到電容式電壓互感器拓?fù)鋱D。
[0028]通過建立接線拓?fù)鋱D的電容式電壓互感器二次電壓數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的變電設(shè)備信息之間的關(guān)聯(lián)，為實(shí)時(shí)監(jiān)測每臺(tái)電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)提供了依據(jù)，使得電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息能夠得到正確判別。
[0029]S3:根據(jù)所述二次電壓數(shù)據(jù)判斷所述電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息。[0030]在本步驟中，主要是通過利用保存在數(shù)據(jù)庫中的二次電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理以達(dá)到故障判別的目的。
[0031]在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S3中判斷所述電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息的步驟，具體包括:
[0032]獲取各變電站的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)。
[0033]獲取與待測電容式電壓互感器同類型的電容式電壓互感器；優(yōu)選的，首先確定待測電容式電壓互感器的類型，然后從所述電容式電壓互感器拓?fù)鋱D上查找到與所述待測電容式電壓互感器同類型的電容式電壓互感器。
[0034]將所述待測電容式電壓互感器的二次電壓與所述同類型的電容式電壓互感器的二次電壓進(jìn)行比較。
[0035]若該待測電容式電壓互感器與同類型的電容式電壓互感器之間的二次電壓電壓偏差值均大于設(shè)定閥值，并且該電容式電壓互感器與之前設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的二次電壓偏差值大于所述設(shè)定閥值，則判定該電容式電壓互感器處于故障狀態(tài)。
[0036]由于電力系統(tǒng)運(yùn)行的不同需求，變電站中電容式電壓互感器的安裝方式會(huì)存在差異，一般情況下，在變電站中母線的三相上都會(huì)安裝電容式電壓互感器，對于500kV母線，其各條出線的三相上會(huì)安裝電容式電壓互感器，而對于220kV及以下母線，其出線上通常只在單相上安裝電容式電壓互感器，因此，針對上述情況，判斷電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息，可以包括如下兩種方式:
[0037](I)獲取變電站母線的出線上單相同類型的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)；將待測電容式電壓互感器的二次電壓與同類型的電容式電壓互感器的二次電壓進(jìn)行比較；在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，若該電容式電壓互感器與同相上同類型的電容式電壓互感器之間的二次電壓電壓偏差值均大于設(shè)定閥值，并且該電容式電壓互感器與自身之前設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的二次電壓偏差值大于所述設(shè)定閥值，則判定該電容式電壓互感器處于故障狀態(tài)。
[0038]例如，220kV變電站母線及出線在單相線路上安裝電容式電壓互感器，則將該電容式電壓互感器二次電壓與對應(yīng)母線相同相上電容式電壓互感器進(jìn)行電壓比較，若其二次電壓偏差值超過設(shè)定的閥值，并且將二次電壓數(shù)值與自身之前設(shè)定時(shí)段內(nèi)的二次電壓值進(jìn)行比較，若其二次電壓偏差值也超過設(shè)定的閥值，則判斷該電容式電壓互感器發(fā)生了故障。
[0039](2)獲取變電站母線的出線上各相電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)；將待測電容式電壓互感器的二次電壓與同類型的電容式電壓互感器的二次電壓進(jìn)行比較；若該電容式電壓互感器與同相上的電容式電壓互感器之間的二次電壓電壓偏差值均大于設(shè)定閥值，并且該電容式電壓互感器與自身之前設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的二次電壓偏差值大于所述設(shè)定閥值，則判定該電容式電壓互感器處于故障狀態(tài)。
[0040]例如，500kV變電站母線及出線上安裝有多臺(tái)電容式電壓互感器，則將這些電容式電壓互感器中，同類型的電容式電壓互感器二次電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)相互比較，若某類型的某臺(tái)電容式電壓互感器與其它電容式電壓互感器的二次電壓偏差值(電壓差值/二次電壓值)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)都超過設(shè)定的閥值，并且將二次電壓數(shù)值與自身之前設(shè)定時(shí)段內(nèi)的二次電壓值進(jìn)行比較，若其二次電壓偏差值也超過設(shè)定的閥值，則判斷該電容式電壓互感器發(fā)生了故障。
[0041 ] 本實(shí)施例中，根據(jù)電容式電壓互感器運(yùn)行的要求，選取一個(gè)可反映各個(gè)二次電壓等級的電容式電壓互感器故障的二次電壓偏差值(例如0.5%)作為閥值，通過多臺(tái)電容式電壓互感器二次電壓實(shí)時(shí)相互比較和單臺(tái)電容式電壓互感器二次電壓不同時(shí)間段的二次電壓互為比較相結(jié)合的方式來判別電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息。
[0042]S4:根據(jù)所述故障狀態(tài)信息監(jiān)測所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的變電設(shè)備的電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)。
[0043]在本步驟中，記錄電容式電壓互感器全過程的運(yùn)行狀態(tài)，并通過前面步驟的故障狀態(tài)信息判別，實(shí)時(shí)監(jiān)測所要監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的變電設(shè)備的電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)，為故障分析及故障處理提供技術(shù)支持。
[0044]進(jìn)一步地，針對于上述判別得到的故障狀態(tài)，將所述產(chǎn)生故障的電容式電壓互感器在電容式電壓互感器拓?fù)鋱D上進(jìn)行展示。通過電容式電壓互感器拓?fù)鋱D可以顯示監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的變電設(shè)備的電容式電壓互感器，并通過指示燈或高亮顯示等方式將故障的電容式電壓互感器展不出來。
[0045]另外，當(dāng)判斷到有電容式電壓互感器處于故障狀態(tài)時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的告警，實(shí)現(xiàn)快速的預(yù)警功能。
[0046]上述實(shí)施例的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，利用能量管理系統(tǒng)的硬件設(shè)備，以能量管理系統(tǒng)的電容式電壓互感器運(yùn)行二次電壓數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在不增加監(jiān)測硬件的條件下，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，將電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)作為電容式電壓互感器的故障特征量，并建立故障判斷模型，將多臺(tái)電容式電壓互感器二次電壓實(shí)時(shí)相互比較和單臺(tái)電容式電壓互感器二次電壓不同時(shí)間數(shù)據(jù)互為比較的方式，判斷電容式電壓互感器的故障狀態(tài)，維護(hù)簡單、成本低，避免對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響，提高了在線監(jiān)測的準(zhǔn)確性及靈敏度。
[0047]本發(fā)明的技術(shù)，基于EMS數(shù)據(jù)的電容式電壓互感器在線監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)對電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)電容式電壓互感器的故障，減小損失。同時(shí)通過系統(tǒng)可以有效地了解電容式電壓互感器發(fā)生故障的過程，有利于分析其事故原因，對于提高電容式電壓互感器的運(yùn)行可靠性具有十分重要的意義。
[0048]例如，一個(gè)500kV變電站，一條輸送1000MW負(fù)荷的線路，當(dāng)該條線路電容式電壓互感器的C2擊穿一個(gè)元件時(shí)，變比變化2.82%，則一天24h，將少計(jì)3360*10*10*10度電，一天經(jīng)濟(jì)損失則可達(dá)168萬元?？梢?，能提早一天發(fā)現(xiàn)故障，就可少損失168萬元電價(jià)損失，經(jīng)濟(jì)效益是十分巨大的，推廣前景巨大。
[0049]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟: 基于能量管理系統(tǒng)獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)； 將所述二次電壓數(shù)據(jù)與各個(gè)變電站對應(yīng)的變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)； 根據(jù)所述二次電壓數(shù)據(jù)判斷所述電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息； 根據(jù)所述故障狀態(tài)信息監(jiān)測所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的變電設(shè)備的電容式電壓互感器的運(yùn)行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述基于能量管理系統(tǒng)獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)的步驟包括: 利用安裝于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器上的信號(hào)傳感器對二次電壓進(jìn)行米集； 通過能量管理系統(tǒng)周期性輪詢各個(gè)變電站的信號(hào)傳感器并采集電壓信號(hào)獲得二次電壓數(shù)據(jù)并保存在數(shù)據(jù)庫中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述將所述二次電壓數(shù)據(jù)與各個(gè)變電站對 應(yīng)的變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)的步驟包括: 繪制所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站的電容式電壓互感器的接線拓?fù)鋱D； 根據(jù)所述接線拓?fù)鋱D的電容式電壓互感器從設(shè)備臺(tái)賬系統(tǒng)中獲取各個(gè)變電站對應(yīng)的變電設(shè)備信息； 將各個(gè)電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)與所述變電設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)獲得電容式電壓互感器拓?fù)鋱D。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述二次電壓數(shù)據(jù)判斷所述電容式電壓互感器的故障狀態(tài)信息的步驟包括: 獲取變電站的電容式電壓互感器的二次電壓數(shù)據(jù)； 獲取與待測電容式電壓互感器同類型的電容式電壓互感器； 將所述待測電容式電壓互感器的二次電壓與所述同類型的電容式電壓互感器的二次電壓進(jìn)行比較； 若該待測電容式電壓互感器與同類型的電容式電壓互感器之間的二次電壓電壓偏差值均大于設(shè)定閥值，并且該電容式電壓互感器與之前設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的二次電壓偏差值大于所述設(shè)定閥值，則判定該電容式電壓互感器處于故障狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述獲取與待測電容式電壓互感器同類型的電容式電壓互感器的步驟包括: 確定待測電容式電壓互感器的類型； 從所述電容式電壓互感器拓?fù)鋱D上查找到與所述待測電容式電壓互感器同類型的電容式電壓互感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，其特征在于，還包括: 將所述產(chǎn)生故障的電容式電壓互感器在所述獲得電容式電壓互感器拓?fù)鋱D上進(jìn)行展/Jn ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器在線監(jiān)測方法，其特征在于，還包括:當(dāng)判斷到有電容式電壓互感 器處于故障狀態(tài)時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的告警。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK103454517SQ201310260264
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】王巖, 詹清華, 林浩, 李慧, 彭飛進(jìn), 胡聰, 關(guān)敬棠, 黃林, 陳志平, 張偉忠, 何勝紅, 姜?jiǎng)賹? 申請人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 中國電力科學(xué)研究院武漢分院