一种消能装置避雷器均流监视方法及系统与流程

1.本发明涉及电力系统控制保护领域，具体涉及一种消能装置避雷器均流监视方法及系统。


背景技术：

2.伴随着高压输电技术的发展和成熟，电力系统的电压等级愈发提高，对消能装置避雷器的能量耐受能力提出了更高的要求。受高电压等级的要求，单只避雷器往往无法满足能量耐受等级的要求，实际应用中一般采用多柱避雷器并联，以达到能量耐受等级的要求。
3.在实际工程应用当中，随着避雷器使用年限的增加，避雷器中阀片劣化或被击穿的情况是必然会出现的，定义单柱避雷器中1个阀片被击穿后变为矮片。矮片的出现将会导致该单柱避雷器流过相较其他单柱避雷器更大的电流，进而导致加速该单柱避雷器阀片被击穿，出现更多矮片。最终可能导致该避雷器被击穿，导致控制保护系统动作跳闸，严重的影响了电力系统的稳定性。


技术实现要素：

4.为了解决避雷器中的阀片常被击穿变成矮片，出现跳闸影响电力系统的问题，本发明提供了一种消能装置避雷器均流监视方法，包括：
5.对避雷器固定元件进行分组得到避雷器的组电流和总电流；
6.基于所述避雷器的组电流和总电流得到避雷器的分组电流偏差；
7.基于所述避雷器的分组电流偏差结合预先设定的告警定值对避雷器的固定部分进行矮片检测。
8.优选的，所述对避雷器固定元件进行分组得到避雷器的组电流和总电流包括：
9.对所述避雷器固定元件进行平均分组，并为每个分组依次编号；
10.基于每组避雷器固定元件内的各柱避雷器连接关系得到所述避雷器的组电流；
11.基于所述每组内各柱避雷器与其他组内各柱避雷器的连接关系得到所述避雷器的总电流。
12.优选的，所述避雷器组电流按下式计算：
13.ij＝(m-1)i1+(x+1)i1；
14.式中，ij为第j组避雷器的组电流；m为每组避雷器柱数；i1为第一组避雷器电流。
15.优选的，所述避雷器的总电流按下式计算：
16.i
t
＝(n-1)i1+(x+1)i1；
17.式中，i
t
为避雷器的总电流；n为避雷器固定元件总并联柱数。
18.优选的，所述基于所述避雷器的组电流和总电流得到避雷器分组电流偏差包括：
19.基于所述避雷器组电流和总电流结合分组电流偏差计算式得到所述分组电流偏差。
20.优选的，其特征在于，所述分组电流偏差计算式如下式所示：
[0021][0022]
式中，ej为电流偏差；ij为避雷器的组电流；i
t
为避雷器的总电流；n为避雷器固定元件总并联柱数；p为分组数；mj为第j组柱数。
[0023]
优选的，所述基于所述避雷器的分组电流偏差结合预先获取避雷器的初始偏差值对避雷器的固定部分进行矮片检测包括：
[0024]
基于所述避雷器分组电流偏差和预先获取避雷器的初始偏差值得到避雷器的告警定值取值范围；
[0025]
若所述避雷器的分组电流偏差大于所述避雷器的告警定值取值范围，则所述避雷器的固定部分出现矮片，否则未出现。
[0026]
优选的，所述基于所述避雷器分组电流偏差和预先获取避雷器的初始偏差值得到避雷器的告警定值取值范围，包括：
[0027]
将所述避雷器的初始偏差值，与所述避雷器分组电流偏差构建的范围作为所述避雷器的告警定值取值范围；
[0028]
计算所述避雷器分组电流偏差与所述避雷器的初始偏差的差值，并将小于所述差值的范围作为所述避雷器的告警定值取值范围；
[0029]
或将小于所述分组电流偏差的值的取值范围作为所述避雷器的告警定的取值范围。
[0030]
基于同一发明构思本发明还提供了一种消能装置避雷器均流监视系统，包括
[0031]
分组模块，用于对避雷器固定元件进行分组得到避雷器的组电流和总电流；
[0032]
计算模块，用于基于所述避雷器的组电流和总电流得到避雷器的分组电流偏差；
[0033]
检测模块，用于基于所述避雷器的分组电流偏差结合预先获取避雷器的初始偏差值对避雷器的固定部分进行矮片检测。
[0034]
优选的，所述计算模块具体用于：
[0035]
对所述避雷器固定元件平均分组，并为每个分组依次编号；
[0036]
基于每组避雷器固定元件内的各柱避雷器连接关系得到所述避雷器的组电流；
[0037]
基于所述每组内各柱避雷器与其他组内各柱避雷器的连接关系得到所述避雷器的总电流。
[0038]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0039]
本发明提供了一种消能装置避雷器均流监视方法，包括：对避雷器固定元件进行分组得到避雷器的组电流和总电流；基于所述避雷器的组电流和总电流得到避雷器的分组电流偏差；基于所述避雷器的分组电流偏差结合预先设定的告警定值对避雷器的固定部分进行矮片检测。本发明通过伏安特性监视判断消能装置避雷器是否出现矮片，解决了避雷器中的阀片常被击穿变成矮片，出现跳闸影响电力系统的问题，能够实时监测避雷器阀片是否被击穿变成矮片，增强了电力系统的稳定。
附图说明
[0040]
图1是本发明提供的一种消能装置避雷器均流监视方法流程图；
[0041]
图2是本发明的避雷器柱分组示意图；
[0042]
图3是本发明的可控自恢复消能装置图。
具体实施方式
[0043]
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
[0044]
实施例1：
[0045]
本发明提供一种消能装置避雷器均流监视方法,如图1所示，包括：
[0046]
步骤1：对避雷器固定元件进行分组得到避雷器的组电流和总电流；
[0047]
步骤2：基于所述避雷器的组电流和总电流得到避雷器的分组电流偏差；
[0048]
步骤3：基于所述避雷器的分组电流偏差结合预先设定的告警定值对避雷器的固定部分进行矮片检测。
[0049]
步骤1中对避雷器固定元件进行分组得到避雷器的组电流和总电流，具体包括：
[0050]
对所述避雷器固定元件平均分组，并为每个分组依次编号；
[0051]
1)电流互感器正常时均流监视算法
[0052]
假定避雷器固定元件总并联柱数为n，平均分为p组，其示意图如图2所示。考虑如果避雷器柱数n不能被p整除，每组柱数mj(j＝1,2,
…
p)可以不相等。
[0053]
基于每组避雷器固定元件内的各柱避雷器连接关系得到所述避雷器的组电流；
[0054]
结构设计中，先将每组内的各柱避雷器连接，再与其它组连接。对避雷器总电流i
t
和每组电流(i1，i2，
…ip
)进行测量。
[0055]
基于所述每组内各柱避雷器与其他组内各柱避雷器的连接关系得到所述避雷器的总电流。
[0056]
以下对告警定值a的确定方法进行分析。
[0057]
设单柱避雷器中有1个阀片击穿变为矮片后，该柱避雷器电流相对其它并联避雷器柱电流i1偏大x。因此，出现矮片后的组电流和总电流分别为：
[0058]
ij＝(m-1)i1+(x+1)i1[0059]it
＝(n-1)i1+(x+1)i1[0060]
步骤2中对基于所述避雷器的组电流和总电流得到避雷器的分组电流偏差，具体包括：
[0061]
基于所述避雷器组电流和总电流结合分组电流偏差计算式得到所述分组电流偏差。
[0062]
实时计算各组电流的偏差比例，计算方法为第j组电阻片柱的电流比例偏差为：
[0063][0064]
如果ej过大，则认为第j组避雷器电流偏差过大，该组中有阀片损坏，发出告警。为减少每组均流判断策略所需要的ct数量，采用每组电流与总电流相比较，而不是与其它组电流做比较。
[0065]
步骤3中对基于所述避雷器的分组电流偏差结合预先设定的告警定值对避雷器的固定部分进行矮片检测，具体包括：
[0066]
基于所述避雷器分组电流偏差和预先获取避雷器的初始偏差值得到避雷器的告警定值取值范围；
[0067]
将所述避雷器的初始偏差值，与所述避雷器分组电流偏差构建的范围作为所述避雷器的告警定值取值范围；
[0068]
计算所述避雷器分组电流偏差与所述避雷器的初始偏差的差值，并将小于所述差值的范围作为所述避雷器的告警定值取值范围；
[0069]
或将小于所述分组电流偏差的值的取值范围作为所述避雷器的告警定的取值范围。
[0070]
在不考虑初始偏差时，可计算出当有一个阀片损坏后，该组电流增大比例偏差t为：
[0071][0072]
考虑初始偏差b时，可计算出当有一个阀片损坏后，该组电流增大比例偏差t为：
[0073]
ij＝(m-1)(1+b)i1+(x+1)i1[0074]it
＝(n-m)i1+(m-1)(1+b)i1+(x+1)i1[0075][0076]
设ij和i
t
电流测量误差为dj(ij)和d
t
(i)，b为正常偏差。
[0077]
此时存在三种均流监视方法：
[0078]
告警定值a1应小于阀片损坏导致的分组电流偏差，大于正常的阀片差异导致的分组电流偏差的差值最大值b0＝5％，即：
[0079][0080]
若所述避雷器的分组电流偏差大于所述避雷器的告警定值，则所述避雷器的固定部分出现矮片，否则未出现。
[0081]
由于阀片损坏导致的分组电流偏差与正常的阀片差异导致的分组电流偏差的差值应大于告警定值a2，即：
[0082][0083]
告警定值设置大于无矮片时修正后的初始不均匀系数偏差，若某组避雷器不均匀系数偏差大于告警定值，则认为该组发生矮片。
[0084]
发生1个矮片所引起的该组mov不均匀系数增大理论上不低于5.5％，因此告警定值a3设置为4％，并且需要校核告警值小于阀片损坏导致的分组电流偏差。即：
[0085]
[0086]
实施例2：
[0087]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种消能装置避雷器均流监视系统，包括：
[0088]
分组模块，用于对避雷器固定元件进行分组得到避雷器的组电流和总电流；
[0089]
计算模块，用于基于所述避雷器的组电流和总电流得到避雷器的分组电流偏差；
[0090]
检测模块，用于基于所述避雷器的分组电流偏差结合预先设定的告警定值对避雷器的固定部分进行矮片检测。
[0091]
分组模块具体用于：
[0092]
假定避雷器固定元件总并联柱数为n，平均分为p组，其示意图如图2所示。考虑如果避雷器柱数n不能被p整除，每组柱数mj(j＝1,2,
…
p)可以不相等。
[0093]
结构设计中，先将每组内的各柱避雷器连接，再与其它组连接。对避雷器总电流i
t
和每组电流(i1，i2，
…ip
)进行测量。
[0094]
计算模块具体用于：
[0095]
对所述避雷器固定元件进行分组；
[0096]
基于每组避雷器固定元件内的各柱避雷器连接关系得到所述避雷器的组电流；
[0097]
基于所述每组内各柱避雷器与其他组内各柱避雷器的连接关系得到所述避雷器的总电流。
[0098]
以下对告警定值a的确定方法进行分析。
[0099]
设单柱避雷器中有1个阀片击穿变为矮片后，该柱避雷器电流相对其它并联避雷器柱电流i1偏大x。因此，出现矮片后的组电流和总电流分别为：
[0100]
ij＝(m-1)i1+(x+1)i1[0101]it
＝(n-1)i1+(x+1)i1[0102]
检测模块具体用于：
[0103]
实时计算各组电流的偏差比例，计算方法为第j组电阻片柱的电流比例偏差为：
[0104][0105]
如果ej过大，则认为第j组避雷器电流偏差过大，该组中有阀片损坏，发出告警。为减少每组均流判断策略所需要的ct数量，采用每组电流与总电流相比较，而不是与其它组电流做比较。
[0106]
设ij和i
t
电流测量误差为dj(ij)和d
t
(i)，b为初始偏差。
[0107]
此时存在三种均流监视方法：
[0108]
告警定值a1应小于阀片损坏导致的分组电流偏差，大于正常的阀片差异导致的分组电流偏差的差值最大值b0＝5％，即：
[0109][0110]
由于阀片损坏导致的分组电流偏差与正常的阀片差异导致的分组电流偏差的差值应大于告警定值a2，即：
[0111][0112]
告警定值设置大于无矮片时修正后的初始不均匀系数偏差，若某组避雷器不均匀系数偏差大于告警定值，则认为该组发生矮片。
[0113]
发生1个矮片所引起的该组mov不均匀系数增大理论上不低于5.5％，因此告警定值a3设置为4％，并且需要校核告警值小于阀片损坏导致的分组电流偏差。即：
[0114][0115]
可控自恢复消能装置的ct配置如附图3所示，设第j个bct故障，则该支路电流可由总电流i
jct1
减去其它支路电流：
[0116][0117]
设jct故障，则总电流i
jct1
由14个bct的电流相加得到：
[0118][0119]
获得故障ct所在电路的电流后，仍按照电流互感器正常时均流监视算法计算。
[0120]
实施例3：
[0121]
下面是对一种消能装置避雷器均流监视方法的详细介绍：
[0122]
本技术提出一种消能装置避雷器均流监视方法，其特征在于，所述的均流监视方法能够实现对可控自恢复消能装置一次设备的实时状态监测，可实现金属氧化物非线性电阻(metal oxide varistor，mov)固定部分均流监视，判断避雷器是否出现矮片，进而提前对避雷器情况进行了解，避免出现避雷器击穿导致的保护动作。
[0123]
所述的均流监视方法充分利用主回路电流互感器jct1、jct2、分支回路电流互感器bct1～bct14测量信息进行判断是否出现矮片。
[0124]
所述均流监视方法，首先将避雷器固定元件总并联柱数n分为p组，如果避雷器柱数n不能被p整除，每组柱数mj(j＝1,2,
…
p)可以不相等，然后将每组内的各柱避雷器连接，再与其它组连接，对避雷器总电流i
t
和每组电流(i1，i2，
…ip
)进行测量，进而使用判别公式：实时计算各组电流的偏差比例，式中j为组号j＝1,2,
…
p，ej为各组电流偏差比例，ij为每组电流，mj为相应组的柱数，i
t
为避雷器总电流，n为避雷器总柱数，最后对偏差比例数值进行判别，如果ej过大，则认为第j组避雷器电流偏差过大，该组中有阀片损坏，发出告警。
[0125]
所述均流监视方法存在三种告警值确定方式，第一种考虑告警定值a1应小于阀片损坏导致的分组电流偏差，大于正常的阀片差异导致的分组电流偏差的差值最大值b0＝5％；第二种考虑由于阀片损坏导致的分组电流偏差与正常的阀片差异导致的分组电流偏差的差值应大于告警定值a2；第三种考虑告警定值设置大于无矮片时修正后的初始不均匀
系数偏差，若某组避雷器不均匀系数偏差大于告警定值，则认为该组发生矮片。
[0126]
所述均流监视方法考虑单个ct故障下的均流监视方法，当单个电流互感器出现故障，可以使用其他有效工作的电流互感器数字对其进行等效转换，当单一支路电流互感器故障时，该支路电流可由总电流互感器测得数值减去其它支路电流互感器测得数值以获得，当单一总电流互感器故障时，改总电流可由其他全部支路电流互感器数值相加获得，当获得故障ct所在电路的电流后，仍按照电流互感器正常时均流监视算法计算。
[0127]
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0128]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0129]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0130]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0131]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0132]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。