一种非接触式电压测量的电压解耦方法与流程

1.本发明属于电压检测技术领域，具体涉及一种非接触式电压测量的电压解耦方法。


背景技术：

2.在电力系统中，同一路三相导体之间的距离较近，非接触式电压传感器必将同时受到三相导体中的各相导体产生的电场的影响。非接触式电压传感器的电荷是由耦合电场产生的，无法直接得到被测点的电压。因此需要提供一种方案以便于更为准确的确定被测三相线路的耦合矩阵。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种非接触式电压测量的电压解耦方法，用以更为准确的确定被测三相线路的耦合矩阵，具体技术方案如下：
4.一种非接触式电压测量的电压解耦方法，包括以下步骤：
5.s1、获取当前变电站中被测三相线路与其他三相线路之间的位置信息；
6.s2、根据所述位置信息分析是否存在会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路；
7.s3、若存在会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路，则根据会对所述被测三相线路造成干扰的三相线路的耦合矩阵和被测三相线路无干扰时的耦合矩阵确定被测三相线路当前的耦合矩阵。
8.优选地，所述步骤s1中的位置信息从变电站数据管理服务器中的历史安装信息中获取。
9.优选地，所述步骤s2具体为：根据当前变电站中其他各个三相线路与所述被测三相线路的位置信息分析其他各个三相线路中是否存在任一相线路与所述被测三相线路中的任一相线路之间的距离小于预设值；
10.若其他各个三相线路中存在任一相线路与被测三相线路中的任一相线路之间的距离小于预设值，则该三相线路会对所述被测三相线路造成干扰。
11.优选地，所述步骤s3中具体为：若当前变电站中的某一个三相线路会对所述被测三相线路造成干扰，则根据该三相线路的耦合矩阵和所述被测三相线路无干扰时的耦合矩阵进行加法运算，得到所述被测三相线路当前的耦合矩阵。
12.优选地，所述步骤s3还包括：分析会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中是否存在以所述被测三相线路为轴成对称关系的三相线路；
13.若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中存在以所述被测三相线路为轴成对称关系的三相线路，则以会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路及与之成轴对称的三相线路中某一个三相线路的耦合矩阵的转置矩阵替代另一个三相线路的耦合矩阵。
14.优选地，还包括：若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中的某相线路到被测三相线路中某相线路的距离大于预设值，则该三相线路的耦合矩阵中对应的位置的参数为0。
15.优选地，所述步骤s3还包括：分析会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中是否存在所述被测三相线路的同塔线路；
16.若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中存在所述被测三相线路的同塔线路，则在确定所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合矩阵时，将该同塔线路的耦合矩阵与所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的电压矩阵相乘后再与所述被测三相线路无干扰时的耦合矩阵相加，得到所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合矩阵。
17.优选地，所述步骤s3还包括：若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中不存在所述被测三相线路的同塔线路时，则将所述被测三相线路无干扰时的耦合矩阵与所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的电压矩阵相乘，再与会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路的耦合矩阵与所述被测三相线路稳态电压矩阵的乘积相加，得到所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合矩阵。
18.本发明的有益效果为：本发明提供的非接触式电压测量的电压解耦方法充分考虑了变电站中其他各个三相线路对被测三相线路的干扰，并根据干扰关系确定了被测三相线路当前的耦合矩阵，可以更为准确地得到被测三相线路当前的耦合矩阵。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
20.图1为本发明实施例提供的一种非接触式电压测量的电压解耦方法的总体流程示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
23.还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
24.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
25.如图1所示，本发明的具体实施方式提供了一种非接触式电压测量的电压解耦方法，包括以下步骤：
26.s1、获取当前变电站中被测三相线路与其他三相线路之间的位置信息；所述位置信息从变电站数据管理服务器中的历史安装信息中获取。
27.s2、根据所述位置信息分析是否存在会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路；具体为：根据当前变电站中其他各个三相线路与所述被测三相线路的位置信息分析其他各个三相线路中是否存在任一相线路与所述被测三相线路中的任一相线路之间的距离小于预设值；
28.若其他各个三相线路中存在任一相线路与被测三相线路中的任一相线路之间的距离小于预设值，则该三相线路会对所述被测三相线路造成干扰。
29.示例性地，若被测三相线路中各相之间的距离为2cm，而其他三相线路中存在与被测三相线路中某相的距离小于被测三相线路中该相与其他两相之间的最大距离，则该三相线路会对被测三相线路造成干扰。若其他三相线路中的任意相与被测三相线路中的任意相的距离远大于被测三相线路中两相之间的最大距离，则该三相线路不会对被测三相线路造成干扰。
30.s3、若存在会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路，则根据会对所述被测三相线路造成干扰的三相线路的耦合矩阵和被测三相线路无干扰时的耦合矩阵确定被测三相线路当前的耦合矩阵。具体为：若当前变电站中的某一个三相线路会对所述被测三相线路造成干扰，则根据该三相线路的耦合矩阵和所述被测三相线路无干扰时的耦合矩阵进行加法运算，得到所述被测三相线路当前的耦合矩阵。
31.设ua、ub、uc为理想状态下的三相工频电压，对应的是工频下a相电压的相角，va、vb、vc为实际测量到的三相工频电压，为va对应的初相角，为vb对应的初相角，为vc对应的初相角。可列出耦合方程为：
[0032][0033]
其中，h1～h9为耦合系数，k1、k2、k3是abc三相传感器的刻度因数；
[0034]
h1：a相导线对a相导线测量点电场的影响系数；
[0035]
h2：b相导线对a相导线测量点电场的影响系数；
[0036]
h3：c相导线对a相导线测量点电场的影响系数；
[0037]
h4：a相导线对b相导线测量点电场的影响系数；
[0038]
h5：b相导线对b相导线测量点电场的影响系数；
[0039]
h6：c相导线对b相导线测量点电场的影响系数；
[0040]
h7：a相导线对c相导线测量点电场的影响系数；
[0041]
h8：b相导线对c相导线测量点电场的影响系数；
[0042]
h9：c相导线对c相导线测量点电场的影响系数。
[0043]
示例性地，若被测三相线路无干扰时的耦合矩阵为：
[0044][0045]h10
～h
90
为无干扰时的耦合系数，h
10
～h
90
的定义同h1～h9。由于abc三相电场的相互影响关系，此时，ab相相位向b相偏移，而b相实际相位不产生变化，故由上述等式。
[0046]
三相线路无干扰指此时线路不受非本线路abc三相之外的其它线路的影响。
[0047]
同时，若存在一个其他三相线路会对被测三相线路造成干扰，则被测三相线路当前的耦合矩阵为：
[0048][0049]
其中，表示会对被测三相线路造成干扰三相线路的耦合矩阵,由于任意的一个矢量均可通过三个不平行的矢量相加得到，故相邻导线对测量点电场的影响可以通过abc三相的电场进行折合后计算。其中：
[0050]h11
：相邻导线对a相导线测量点电场的影响折合到a相电压后的系数，；
[0051]h21
：相邻导线对a相导线测量点电场的影响折合到b相电压后的系数；
[0052]h31
：相邻导线对a相导线测量点电场的影响折合到c相电压后的系数；
[0053]h41
：相邻导线对b相导线测量点电场的影响折合到a相电压后的系数；
[0054]h51
：相邻导线对b相导线测量点电场的影响折合到b相电压后的系数；
[0055]h61
：相邻导线对b相导线测量点电场的影响折合到c相电压后的系数；
[0056]h71
：相邻导线对c相导线测量点电场的影响折合到a相电压后的系数；
[0057]h81
：相邻导线对c相导线测量点电场的影响折合到b相电压后的系数；
[0058]h91
：相邻导线对c相导线测量点电场的影响折合到c相电压后的系数。
[0059]
若存在两个其他三相线路会对被测三相线路造成干扰，则被测三相线路当前的耦合矩阵为：
[0060][0061]
其中，为另一个会对所述被测三相线路造成干扰的三相线路的耦合矩阵，其定义当相邻线路关于被测点对称时，有h
22
＝h
62
；h
42
＝h
82
；h
12
＝h
52
＝h
92
。
[0062]
步骤s3还包括：分析会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中是否存在以所述被测三相线路为轴成对称关系的三相线路；
[0063]
若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中存在以所述被测三相线路为轴成对称关系的三相线路，则以会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路及与之成轴对称的三相线路中某一个三相线路的耦合矩阵的转置矩阵替代另一个三相线路的耦合矩阵。
[0064]
示例性地，若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中存在以所述被测三相线路为轴成对称关系的两个三相线路，则：
[0065]h11
＝h
51
＝h
91
＝h
12
＝h
52
＝h
92
；
[0066]h41
＝h
81
＝h
22
＝h
62
；
[0067]h21
＝h
61
＝h
42
＝h
82
；
[0068]h31
＝h
72
；
[0069]h71
＝h
32
；
[0070][0071]
步骤s3还包括：若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中的某相线路到被测三相线路中某相线路的距离大于预设值，则该三相线路的耦合矩阵中对应的位置的参数为0。
[0072]
示例性地，以为轴成对称关系的两个三相线路为例，上述耦合矩阵可以进一步表示为：
[0073]
[0074]
步骤s3还包括：分析会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中是否存在所述被测三相线路的同塔线路；
[0075]
若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中存在所述被测三相线路的同塔线路，则在确定所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合矩阵时，将该同塔线路的耦合矩阵与所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的电压矩阵相乘后再与所述被测三相线路无干扰时的耦合矩阵相加，得到所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合矩阵。
[0076]
步骤s3还包括：若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中不存在所述被测三相线路的同塔线路时，则将所述被测三相线路无干扰时的耦合矩阵与所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的电压矩阵相乘，再与会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路的耦合矩阵与所述被测三相线路稳态电压矩阵的乘积相加，得到所述被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合矩阵。
[0077]
具体地，以被测三相线路存在两个对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路为例，若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中存在所述被测三相线路的同塔线路，则被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合关系为：
[0078][0079]ua稳态
～u
c稳态
代表线路abc三相稳态电压值，u
a暂态
～u
c暂态
代表线路abc三相暂态电压值。
[0080]
若会对所述被测三相线路造成干扰的其他三相线路中不存在所述被测三相线路的同塔线路，则被测三相线路产生雷击暂态过电压时的耦合关系为：
[0081][0082]
综上所述，本发明通过上述方式，可以更为准确地得到被测三相线路当前的耦合矩阵。
[0083]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0084]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。
[0085]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。