一种容性设备故障定位方法与流程

本发明属于故障定位技术领域，特别涉及一种容性设备故障定位方法。

背景技术：

在容性设备的运行过程中，其绝缘介质要受到热、电、化学、机械等多种因素的影响，因而不可避免地会发生劣化，严重时可能导致绝缘功能的丧失。绝缘故障不仅会影响整个岸电系统的安全运行，同时还可能会危及其它设备和工作人员的人身安全。为了能够及时掌握容性设备的运行情况，防患于未然，有必要对设备的绝缘状况进行实时监测。

介质损耗角能够比较灵敏地体现容性设备的绝缘状态，因此通过测量介质损耗角就可以实现对容性设备绝缘状态的监测。目前，对介质损耗角的测量方法主要有绝对测量法和相对比较法。绝对测量法是直接比较被测目标的电流和电压信号的测试方法，这种方法有容易受到复杂外界环境的影响的缺点，同时由于所述方法采用pt电压相位作为基准相位，容易产生附加误差，故常常在测试结果上表现出分散性大、波动幅度大等现象，从而影响对设备绝缘情况的诊断。

相对比较法是选取同一母线上两支容性设备泄漏电流值作相对比较，从而求得相对介质损耗角。该方法不使用电压互感器二次电压值，在一定程度上可以抵消电压互感器角差等因素的影响，具有较好的应用前景。相对比较法虽然能够克服绝对测量法的缺点但也有其自身的缺点，当设备故障个数m≥n-1无法进行故障定位，其中，n为同一母线上容性设备的总数量，因此有必要加以改进。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有相对比较法当同一母线上故障容性设备台数m≥n-1无法进行故障定位的缺点，提供一种完善的容性设备故障定位方法，以实现容性设备绝缘故障的准确定位。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种容性设备故障定位方法，其创新点在于：所述方法选择连接到同一母线的至少三台容性设备的泄漏电流信号计算每两台设备的相对介损角，并持续观察各相对介损角的变化量，由其各相对介损角的变化关系定位出故障设备；

故障诊断的具体步骤如下：

a.计算各容性设备的相对介损角

首先选择连接到同一母线的至少三台容性设备的泄漏电流信号，利用自相关函数和互相关函数求出两泄露电流信号之间的夹角θ，进而求出相对介损角；

b.确定所有的相对介损角均发生变化，即同一母线上发生绝缘故障的容性设备台数m≥n-1；

c.遍历同一母线上的n台容性设备，若δδn≠i/δδi＝n-1，则第i台容性设备没有发生绝缘故障，否则全部容性设备均发生绝缘故障；式中δδn≠i为除第i台容性设备的其余设备的相对介损角的变化总和，δδi为与第i台容性设备相关的所有相对介损角的变化总和。

进一步地，所述计算每两台设备的相对介损角的方法如下：设两容性设备的泄漏电流信号为ii(t)、ij(t)，求取其自相关函数ri(0)和rj(0)和互相关函数rij(0)则两泄漏电流的夹角两容性设备的相对介损角

进一步地，所述每台设备的介质损耗角的变化量为δ1、δ2、δ3...δn，则有设备i和设备j的相对介损角的变化量δi,j＝δi+δj；

若同一母线上的n台容性设备中有n-1台设备发生了绝缘故障，第i台设备正常，则有不包含第i台正常设备的各相对介损角的变化量为：δ1,2＝δ1+δ2、δ1,3＝δ1+δ3...δ1,i-1＝δ1+δi-1、δ1,i+1＝δ1+δi+1、δ1,n＝δ1+δn；δ2,3＝δ2+δ3、δ2,4＝δ2+δ4...δ2,i-1＝δ2+δi-1、δ2,i+1＝δ2+δi+1、δ2,n＝δ2+δn；...；δn-1,n＝δn-1+δn；包含第i台正常设备的各相对介损角的变化量为：δj,i＝δk+δi其中：j＝1,2,3,...i-1,i+1,...n；其中不包含第i台正常设备的各设备的相对介损角的总变化量为δδn≠i＝δ1,2+δ1,3+...δ1,i-1+δ1,i+1+...+δ1,n+δ2,3+...+δn-1,n＝δ1+δ2+δ1+δ3+...+δn-1+δn＝(n-1)(δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn)包含第i台正常设备的各相对介损角的总变化量为：δδi＝δ1,i+δ2,i+...δi-1,i+δi+1,i+...+δn,i＝δ1+δi+δ2+δi+...+δi-1+δi+δi+1+δi+...+δn+δi

由于第i台容性设备正常，则有δi＝0，则包含第i台正常设备的各相对介损角的总变化量简化为δδi＝δ1，i+δ2，i+...δl-1，i+δi+1，i+...+δn，i＝δ1+δ2+...+δt-1+δt+1+...+δn，则有n台容性设备中有n-1台设备发生绝缘故障，第i台设备正常的情况下满足δδn≠i/δδi＝n-1；

若第i台设备发生绝缘故障，则包含第i台故障设备的各相对介损角的总变化量为：

δδi＝δ1,i+δ2，i+...δi-1，i+δi+li+...+δn，i＝δ1+δi+δ2+δi+...+δi-1+δi+δi+1+δi+...+δn+δi＝(δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn)+(n-1)δiδδn≠i/δδi＝((n-1)(δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn))/((δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn)+(n-1)δi)≠n-1

遍历同一母线上的n台容性设备的δδn≠i和δδi，若δδn≠i/δδi＝n-1，则第i台容性设备没有发生绝缘故障，否则全部容性设备均发生绝缘故障。

本发明的优点在于：本发明容性设备故障定位方法，提供了一种完善的容性设备绝缘故障检测方法，以实现容性设备绝缘故障的准确检测定位，即发生绝缘故障的容性设备台数m≥n-1时仍能准确定位，克服了传统相比较法当发生绝缘故障的容性设备台数m≥n-1时不能故障定位的缺点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是相对比较法原理示意图。

图2是改进型相对比较法故障定位流程图。

文中和图中各符号清单为：i1是流过第一台容性设备的全电流，i2是流过第二台容性设备的全电流，in是流过第n台容性设备的全电流；δ1是第一台容性设备的介损角，δ2是第二台容性设备的介损角，δn是第n台容性设备的介损角；δ1,2是第一台容性设备与第二台容性设备之间的相对介损角；δi,j是第i台容性设备与第j台设备之间的相对介损角；δδn≠i为除第i台容性设备的其余设备的相对介损角的变化总和，δδi为与第i台容性设备相关的所有相对介损角的变化总和。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

本实施例容性设备故障定位方法，该方法选择连接到同一母线的至少三台容性设备的泄漏电流信号计算每两台设备的相对介损角，并持续观察各相对介损角的变化量，由其各相对介损角的变化关系定位出故障设备。

参看图1，本发明利用了介损的相对比较算法，排除了用绝对算法时pt电压信号的波动对介损结果产生的影响。用相对比较算法不受变电站复杂的电磁环境的影响，能够更加真实的反应出设备的绝缘状态及发展趋势。

本实施例中，故障诊断的具体步骤如下：

a.计算各容性设备的相对介损角

首先选择连接到同一母线的至少三台容性设备的泄漏电流信号计算每两台设备的相对介损角；即设两容性设备的泄漏电流信号为ii(t)、ij(t)，求取其自相关函数ri(0)和rj(0)和互相关函数rij(0)，则两泄漏电流的夹角两容性设备的相对介质损耗角

b.确定所有的相对介损角均发生变化，即同一母线上发生绝缘故障的容性设备台数m≥n-1；即每台设备的介质损耗角的变化量为δ1、δ2、δ3...δn，则有设备i和设备j的相对介损角的变化量δi，j＝δi+δj；

如图2所示，若同一母线上的n台容性设备中有n-1台设备发生了绝缘故障，第i台设备正常，则有不包含第i台正常设备的各相对介损角的变化量为：δ1,2＝δ1+δ2、δ1,3＝δ1+δ3...δ1,i-1＝δ1+δi-1、δ1,i+1＝δ1+δi+1、δ1,n＝δ1+δn；δ2,3＝δ2+δ3、δ2,4＝δ2+δ4...δ2,i-1＝δ2+δi-1、δ2,i+1＝δ2+δi+1、δ2，n＝δ2+δn；...；δn-1,n＝δn-1+δn；包含第i台正常设备的各相对介损角的变化量为：δj,i＝δk+δi其中：j＝1,2,3,...i-1,i+1,...n；其中不包含第i台正常设备的各设备的相对介损角的总变化量为δδn≠i＝δ1,2+δ1,3+...δ1,i-1+δ1,i+1+...+δ1,n+δ2,3+...+n-1,n＝δ1+δ2+δ1+δ3+...+δn-1+δn＝(n-1)(δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn)包含第i台正常设备的各相对介损角的总变化量为：δδi＝δ1,i+δ2,i+...δi-1,i+δi+1,i+...+δn,i＝δ1+δi+δ2+δi+...+δi-1+δi+δi+1+δi+...+δn+δi

由于第i台容性设备正常，则有δi＝0，则包含第i台正常设备的各相对介损角的总变化量简化为δδi＝δ1，i+δ2，i+...δi-1，i+...+δn，i＝δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn，则有n台容性设备中有n-1台设备发生绝缘故障，第i台设备正常的情况下满足δδn≠i/δδi＝n-1；

若第i台设备发生绝缘故障，则包含第i台故障设备的各相对介损角的总变化量为：δδi＝δ1，i+δ2，i+...δi-i，i+δi+1，i+...+δn，i＝δ1+δi+δ2+δi+...+δi-1+δi+δi+1+δi+...+δn+δi＝(δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn)+(n-1)δiδδn≠i/δδi＝((n-1)(δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn))/((δ1+δ2+...+δi-1+δi+1+...+δn)+(n-1)δi)≠n-1

遍历同一母线上的n台容性设备的δδn≠i和δδi，若δδn≠i/δδi＝n-1，则第i台容性设备没有发生绝缘故障，否则全部容性设备均发生绝缘故障。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。