专利名称：一种电子式电流互感器的渐变性故障在线诊断方法
技术领域：
本发明涉及一种电子式电流互感器的渐变性故障在线诊断方法。
(二 )背景技术：
随着智能变电站的建设推广，电子式互感器的应用日趋广泛。现场运行的电子式互感器，由于性能劣化和现场环境恶劣等原因，其输出与理想状态下的值往往存在测量误差，降低了供电可靠性。由于电子式互感器同电磁式互感器在原理上有很大的不同，其可靠性也会呈现出一些新的特点。实际挂网的电子式互感器，运行时间都不长，大多具有较高的故障率，且尚处于产品的早期故障阶段，电子式互感器在恶劣环境下长期运行后，性能不再稳定。
目前，尚无有效手段对运行中的电子式电流互感器进行在线监测和故障诊断。当其状态出现异常，将直接影响到站内二次设备功能的实现，鉴于尚不能消除电子式电流互感器的故障，研究电子式电流互感器的故障诊断方法具有重大的现实意义。目前，对电子式互感器可靠性的研究仅限于事前分析阶段，大多以校验的方式对互感器的品质进行离线评估。而在线校验方式则需要特定的标准电流传感器挂入网中，且标准通道还需额外的高压侧信号采集处理系统、通讯系统和高压侧供能电源，其最大的弊端是只能人工对单一固定的电子式互感器进行现场校验，现场灵活性明显大大降低，由此可见这种方式并不是真正意义上的实时在线状态监测。国内对电子式互感器的状态监测还停留在定期停电维修的水平。基于信号处理的电子式互感器突变性故障诊断，利用小波变换提取电子式互感器输出信号的突变时刻，并通过检测该时刻下是否有2个及以上互感器发生信号突变，来判断是单互感器故障还是电网本身的故障。该方法对电子式互感器的突变性故障诊断进行了有益探索，然而对渐变性故障的诊断仍无能为力。当电子式互感器发生渐变性故障时，故障特征信号在时域中表现为跨度大且局部特征不明显，很难直接用于故障判断。由此可见，目前国内外对于电子式电流互感器的故障诊断研究仍处于起步阶段，尤其对渐变性故障的诊断几乎处于空白，未见相关报道，尚无成熟的理论和方法可供借鉴。鉴于针对电子式互感器运行状态识别的研究开展较少，其监测还停留在定期停电维修水平，对正在运行的电子式电流互感器进行在线监测，制定一套有效的故障诊断方法成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子式电流互感器渐变性故障的诊断方法，它无需附加外部硬件检测设备，可在电子式互感器不停电、不脱网的条件下，实现渐变性故障的在线诊断，准确识别定位智能变电站中的故障电子式电流互感器。本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有如下的步骤(I)、采集整个变电站电子式互感器的输出信号
①、实时采集变电站各条输电线路首端电子式互感器输出的三相电流、电压瞬时信号，同时，采集输电线路末端电子式电流互感器输出的电流瞬时信号in (t)，它所对应的三相电流瞬时信号是(t)、Iiib (t)、inC (t);获取电信号的时间间隔均为At，且O. 05ms ^ Δ t ^ O. 25ms ；②、实时釆集变电站各台变压器一次侧电子式互感器输出的三相电流瞬时信号i1A⑴、i1B⑴、ilc (t),以及三相电压瞬时信号u1A (t)、u1B (t)、ulc (t),同时,采集变压器二次侧电子式电流互感器输出的电流瞬时信号i2 (t)，它所对应的三相电流瞬时信号是i2A(t)、i2B (t)、i2C (t);获取电信号的时间间隔均为At，且O. 05ms彡At彡O. 25ms;(2)、计算t时刻下的输电线路末端和变压器二次侧的理论电流瞬时值①、计算t时刻下的输电线路末端的理论电流瞬时值
用步骤(I)获取的t时刻下输电线路首端的三相电流、电压瞬时信号，计算出输电线路首端t时刻下的电流正序分量iml (t)、电流负序分量im2 (t)和电流零序分量im(l (t)以及电压正序分量uml (t)、电压负序分量Um2 (t)、电压零序分量Umtl (t)，将它们代入到如下的公式中，分别计算出输电线路末端的电流正序分量Lnl (t)、电流负序分量(t)、电流零序分量ijn(i (t)iJn (t) =im (t) -Cxum(1) (t) +1/2X (RCx2im(1) (t) +LCx2im(2) (t))上面式中R是输电线路的单位长度等效电阻，针对正序分量、负序分量和零序分量的计算，它分别对应的取值是Rl、R2、RO ；L是输电线路的单位长度等效电感，针对正序分量、负序分量和零序分量的计算，它分别对应的取值是LI、L2、LO ；C是输电线路的单位长度等效电容，针对正序分量、负序分量和零序分量的计算，它分别对应的取值是Cl、C2、CO ；χ是输电线路的长度；iJn (t)是输电线路末端的电流序分量理论计算值，针对电流正序分量，iJn (t)就是ijnl (t),针对电流负序分量，ijn (t)就是ijn2 (t),针对电流零序分量，ijn (t)就是ijn(l(t)；im (t)是输电线路首端的电流序分量；针对电流正序分量,im (t)就是iml (t);针对电流负序分量，im (t)就是im2 (t);针对电流零序分量，im (t)就是im(l (t)；um(n (t) = (um(t)-um(t_A t) )/Δ t ;针对电压正序分量，Um (t)就是 Uml (t);针对电压负序分量，um (t)就是um2 (t);针对电压零序分量，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 ；根据计算得到的t时刻下输电线路末端的电流正序分量ijnl (t)、电流负序分量iJn2 (t)、电流零序分量ijnCi (t)，计算出输电线路末端的理论电流瞬时值iMt(t)，它所对应的三相理论电流瞬时值分别是LutA(t)、i0UtB(t)、ioutc(t)；②、计算t时刻下变压器二次侧的理论电流瞬时值将步骤(I)中获取的t时刻下变压器一次侧三相电流i1A (t)、i1B (t)、ilc (t)和三相电压U1A (t)、U1B (t),Ulc (t)的瞬时信号代入到如下公式中，计算出变压器励磁支路的磁通密度增量AB(t)
权利要求
1.一种电子式电流互感器的渐变性故障在线诊断方法，它包括有如下的步骤 (1)、采集整个变电站电子式互感器的输出信号 ①、实时采集变电站各条输电线路首端电子式互感器输出的三相电流、电压瞬时信号，同时，采集输电线路末端电子式电流互感器输出的电流瞬时信号in (t)，它所对应的二相电流瞬时彳目号是i A (t)、inB (t)> inC (t);获取电/[目号的时间间隔均为A t,且·0. 05ms ^ At^O. 25ms ； ②、实时采集变电站各台变压器一次侧电子式互感器输出的三相电流瞬时信号i1A(t)、iiB (t)、ilc (t),以及三相电压瞬时信号u1A (t)、u1B (t)、ulc (t),同时,采集变压器二次侧电子式电流互感器输出的电流瞬时信号i2 (t)，它所对应的三相电流瞬时信号是i2A (t)、i2B (t)、i2C (t);获取电信号的时间间隔均为At，且0.05ms彡At彡0.25ms; (2)、计算t时刻下的输电线路末端和变压器二次侧的理论电流瞬时值 ①、计算t时刻下的输电线路末端的理论电流瞬时值 用步骤(I)获取的t时刻下输电线路首端的三相电流、电压瞬时信号，计算出输电线路首端t时刻下的电流正序分量iml (t)、电流负序分量im2 (t)和电流零序分量im(l (t)以及电压正序分量uml (t)、电压负序分量um2 (t)、电压零序分量um(l (t),将它们代入到如下的公式中，分别计算出输电线路末端的电流正序分量Lnl (t)、电流负序分量(t)、电流零序分量ijnCi (t) iJn (t)=im (t) -Cxun/1) (t) +1/2X (RCx2im(1) (t) +LCx2I111 (2) (t)) 上面式中 R是输电线路的单位长度等效电阻，针对正序分量、负序分量和零序分量的计算，它分别对应的取值是Rl、R2、RO ； L是输电线路的单位长度等效电感，针对正序分量、负序分量和零序分量的计算，它分别对应的取值是LI、L2、LO ； C是输电线路的单位长度等效电容，针对正序分量、负序分量和零序分量的计算，它分别对应的取值是Cl、C2、CO ； X是输电线路的长度； ijn (t)是输电线路末端的电流序分量理论计算值,针对电流正序分量,ijn (t)就是ijni(t),针对电流负序分量，iJn (t)就是ijn2 (t),针对电流零序分量，iJn (t)就是ijn(l (t)；im (t)是输电线路首端的电流序分量；针对电流正序分量，im (t)就是iml (t);针对电流负序分量，im (t)就是im2 (t);针对电流零序分量，im (t)就是im(l (t)； um(1) (t) = (umw-um(t-A t) ) / A t ;针对电压正序分量，um (t)就是Uml (t);针对电压负序分量，um (t)就是um2 (t);针对电压零序分量，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 ； 根据计算得到的t时刻下输电线路末端的电流正序分量(t)、电流负序分量ijn2(t)、电流零序分量ijn(l (t),计算出输电线路末端的理论电流瞬时值i。# (t),它所对应的三相理论电流瞬时值分别是、i0UtB(t)、ioutc(t)； ②、计算t时刻下变压器二次侧的理论电流瞬时值 将步骤(I)中获取的t时刻下变压器一次侧三相电流i1A (t)、i1B (t)、ilc (t)和三相电压U1A (t)、U1B (t),Ulc (t)的瞬时信号代入到如下公式中，计算出变压器励磁支路的磁通密度增量AB(t)
全文摘要
一种电子式电流互感器的渐变性故障在线诊断方法，它包括有如下步骤采集整个变电站电子式互感器的输出信号,并计算各时刻下的输电线路末端和变压器二次侧的理论电流瞬时值，再与对应采集值比较，分别计算出各输电线路首末两端和变压器一二次侧电子式电流互感器的残差，通过残差与设定阈值的比较来判断是否有电子式电流互感器发生渐变性故障，同时对母线注入电流做基尔霍夫检测即可定位故障互感器。本发明操作简便、计算精度高，可在电子式电流互感器不停电、不脱网、无需附加其它硬件设备的条件下，实现渐变性故障的在线诊断。
文档编号G01R35/02GK102967842SQ20121041134
公开日2013年3月13日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者何建军, 罗建, 徐瑞林, 王洪彬, 陈涛, 高晋, 张友强, 张晓勇, 钟加勇, 刘祖建, 李 杰, 王瑞妙, 魏甦, 蒋昆, 徐鑫, 朱特, 余红欣, 魏燕 申请人:重庆大学, 重庆市电力公司电力科学研究院