本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)監(jiān)測，特別涉及一種干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、伴隨著我國電力系統(tǒng)持續(xù)高速發(fā)展，相關(guān)電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨著越來越大的挑戰(zhàn)，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性對保障國民生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)高速發(fā)展有著重要的意義。除了改善系統(tǒng)電壓分布、減小線損、提高輸變電設(shè)備安裝容量有效利用率、改善電能質(zhì)量外，干式空心電抗器在供電系統(tǒng)中還用于限制電流、防止過電壓、保持電力系統(tǒng)無功功率的平衡等，是高壓輸變電中的關(guān)鍵電氣設(shè)備，因此電力系統(tǒng)對電抗器的需求量越來越大，涉及到發(fā)電、輸電、變電及配電的各個環(huán)節(jié)。目前，由于干式空心電抗器具有絕緣結(jié)構(gòu)簡單、抗短路能力強(qiáng)、線性特性優(yōu)異、重量輕、噪音低、不滲油、運(yùn)行維護(hù)簡單等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于包括特高壓在內(nèi)的各級電網(wǎng)變電站和換流站。

2、隨著干式空心電抗器在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，在運(yùn)行中也出現(xiàn)了一系列問題，給電力系統(tǒng)帶來新的不安全因素。受運(yùn)行特性及環(huán)境因素影響，干式空心電抗器經(jīng)過長時間的運(yùn)行后受過負(fù)荷、冷熱沖擊、雨水、過電壓等因素影響，可能出現(xiàn)由于線圈受潮、局部放電電弧、局部過熱、絕緣燒損等導(dǎo)致線圈匝間絕緣擊穿等引起的運(yùn)行缺陷或故障，其主要表現(xiàn)為匝間短路和燒損等，如果不對干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測并對故障及時處理，將會嚴(yán)重影響輸電線路的正常運(yùn)行。

3、現(xiàn)有缺陷監(jiān)測技術(shù)因性能不足尚無大規(guī)模應(yīng)用，目前的干式空心電抗器普遍不加裝在線檢測裝置，對于干式空心電抗器故障在線預(yù)警并沒有行之有效的手段，針對電抗器自身缺陷，提出的主要檢測方法有：外觀檢查、在線監(jiān)測、離線檢測等。但是現(xiàn)有監(jiān)測手段存在著監(jiān)測周期較長、精度和靈敏度較低，傳感系統(tǒng)的性能受到制約等問題，無法實現(xiàn)有效的實時監(jiān)測和診斷。

4、因此，亟需一種干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中干式空心電抗器在線監(jiān)測方法靈敏度低、實時性差、抗干擾能力弱等缺點，實現(xiàn)監(jiān)測干式空心電抗器匝間放電，實現(xiàn)具備高監(jiān)測靈敏度的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測方法和監(jiān)測系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：特高頻傳感模塊、光纖光柵振動傳感模塊以及信號分析處理模塊；

2、信號分析處理模塊包括：特高頻信號數(shù)字采集卡、光纖光柵機(jī)械振動信號數(shù)字采集卡和主機(jī)；

3、特高頻傳感模塊和光纖光柵振動傳感模塊分別通過電路與信號分析處理模塊進(jìn)行連接。

4、所述特高頻傳感模塊和光纖光柵振動傳感模塊分別通過電路與信號分析處理模塊進(jìn)行連接具體為：

5、特高頻傳感模塊通過特高頻信號數(shù)字采集卡與主機(jī)連接，實現(xiàn)特高頻信號的傳輸；

6、光纖光柵振動傳感模塊通過光纖光柵機(jī)械振動信號數(shù)字采集卡傳輸給主機(jī)，實現(xiàn)由于匝間放電所產(chǎn)生的振動信號傳輸。

7、所述特高頻傳感模塊布置于干式空心電抗器側(cè)面，檢測干式空心電抗器匝間放電所輻射的電磁波信號；所述匝間放電包括：匝間短路和過電壓故障。

8、所述光纖光柵振動傳感模塊布置于干式空心電抗器表面用于獲取由于匝間放電所產(chǎn)生的振動信號。

9、所述主機(jī)用于對特高頻信號和光柵光纖信號進(jìn)行特征參量提取和對比，根據(jù)所述特征參量的差異診斷干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)。

10、本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)本發(fā)明所述的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)的在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

11、步驟s1：獲取干式空心電抗器匝間放電及機(jī)械振動信號；所述匝間放電包括：匝間短路和過電壓故障；

12、步驟s2：提取匝間放電及機(jī)械振動信號的特征參量；

13、步驟s3：基于特征參量，診斷干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)。

14、所述步驟s1中的獲取干式空心電抗器匝間放電及機(jī)械振動信號包括：

15、在干式空心電抗器側(cè)面布置特高頻傳感模塊以及光纖光柵振動傳感模塊，獲取干式空心電抗器匝間放電及機(jī)械振動信號，并傳輸至信號分析處理模塊。

16、所述步驟s2中的提取匝間放電及機(jī)械振動信號的特征參量包括：

17、由信號分析處理模塊對匝間放電和機(jī)械振動信號進(jìn)行特征參量提取，將測量信號與干式空心電抗器正常運(yùn)行的特高頻信號、振動信號進(jìn)行對比。

18、所述步驟s3中的診斷干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)包括：

19、若所測信號特征參量與正常運(yùn)行時的差值低于所設(shè)定的閾值，則可判斷干式空心電抗器運(yùn)行正常；若所測信號特征參量與正常運(yùn)行時的差值高于所設(shè)定的閾值，則可判斷干式空心電抗器發(fā)生故障，并根據(jù)偏斜度，不對稱度，翹度和互相關(guān)系數(shù)，放電幅值的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，放電時間間隔的均值和標(biāo)準(zhǔn)差等特征參量的大小及變化規(guī)律判斷不同故障類型。

20、本發(fā)明的有益效果在于：

21、一、由于特高頻傳感模塊1對放電信號的檢測具有很強(qiáng)的實時性，并通過信號傳輸線路與信號分析處理模塊3及時通信，對故障進(jìn)行診斷。使得應(yīng)用本發(fā)明公開的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)實時檢測干式空心電抗器匝間放電，有效監(jiān)測突發(fā)性放電故障；

22、二、由于光纖光柵傳感模塊相較傳統(tǒng)測量方法具有更高的靈敏度，同時光纖光柵傳感中光信號在光纖中傳播不受外界電磁場的影響，因而光纖光柵傳感具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。使得應(yīng)用本發(fā)明公開的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)實時干式空心電抗器的高靈敏度測量，且具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力；

23、三、由于通過信號分析處理模塊3對所測量信號的特征參量進(jìn)行提取，根據(jù)特征參量數(shù)值及變化規(guī)律，進(jìn)行干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)的多參量聯(lián)合監(jiān)測。使得應(yīng)用本發(fā)明公開的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)的多參量聯(lián)合監(jiān)測。

技術(shù)特征：

1.一種干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述特高頻傳感模塊(1)和光纖光柵振動傳感模塊(2)分別通過電路與信號分析處理模塊(3)進(jìn)行連接具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述特高頻傳感模塊(1)布置于干式空心電抗器側(cè)面，檢測干式空心電抗器匝間放電所輻射的電磁波信號；所述匝間放電包括：匝間短路和過電壓故障。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵振動傳感模塊(2)布置于干式空心電抗器表面用于獲取由于匝間放電所產(chǎn)生的振動信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)(33)用于對特高頻信號和光柵光纖信號進(jìn)行特征參量提取和對比，根據(jù)所述特征參量的差異診斷干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)的在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟s1中的獲取干式空心電抗器匝間放電及機(jī)械振動信號包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟s2中的提取匝間放電及機(jī)械振動信號的特征參量包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟s3中的診斷干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了屬于電力系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)多參量聯(lián)合在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括：特高頻傳感模塊、光纖光柵振動傳感模塊以及信號分析處理模塊；信號分析處理模塊包括：特高頻信號數(shù)字采集卡、光纖光柵機(jī)械振動信號數(shù)字采集卡和主機(jī)；特高頻傳感模塊和光纖光柵振動傳感模塊分別通過電路與信號分析處理模塊進(jìn)行連接。所述方法包括：獲取干式空心電抗器匝間放電及機(jī)械振動信號；所述匝間放電包括：匝間短路和過電壓故障；提取匝間放電及機(jī)械振動信號的特征參量；基于特征參量，診斷干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)。解決現(xiàn)有技術(shù)中干式空心電抗器在線監(jiān)測方法靈敏度低、實時性差、抗干擾能力弱等缺點。

技術(shù)研發(fā)人員：吳方劼,申笑林,晁陽,李明,趙崢,梁晨光,周秀,白金,齊波,楊霄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2