一种电力互感器初始误差计量方法与流程

本发明涉及互感器，尤其涉及一种电力互感器初始误差计量方法。

背景技术：

1、随着超(特)高压输电线路的建设和电力系统数字化的发展，电磁式电压互感器在原理和结构已难以满足电力系统的测量、保护需求，电容式电压互感器(capacitivevoltage transformer，以下简称cvt)应运而生。cvt具有结构简单、耐受电压等级高、绝缘裕度大、无磁饱和与铁磁谐振、运行维护简单、经济性良好、易实现带电监测等诸多优势。经过多年的研究和改进，cvt现已成为电力系统中采集电气数据的关键设备之一，被广泛应用于110kv及以上电压等级的高压电力系统中。但是，cvt也有其自身的缺点。cvt主要由电容分压器、中压变压器以及补偿电抗器三部分组成，这种功能模块较多的构成特点，导致其误差特性易受温度、频率、周围电场等外界环境因素的影响；此外，cvt的电容分压器的电容芯子击穿、绝缘油老化等问题，也会导致分压比变化，影响测量数据的准确性，严重时，甚至会影响继电保护的准确动作，威胁电力系统的安全稳定运行。因此，监测cvt的运行状态并及时维护，以保证其运行状态符合相关规程，就变得十分重要。

2、现行的电力互感器计量检定规程jjg1021-2007《电力互感器》规定，cvt的检定周期不得超过4年。目前，常采用的做法是对cvt进行离线的周期性检定。然而，实际实施中发现，很多在线运行的cvt根本无法停电，否则将极大影响生产及生活供电；而且检测周期固定，还导致“欠修”与“过修”问题并存，无法及时掌握cvt的实际运行状态；此外，cvt的误差特性易受所处环境因素干扰，而根据检定规程在离线环境下检定cvt的误差，因cvt所处环境与其实际运行环境不同，必然导致离线检定数据与实际运行下的存在偏差，即离线误差数据并不能完全反映cvt实际运行中的误差特性。针对离线周期检定存在的问题，国内外学者就如何开展cvt在线实时监测进行了研究，主要有：基于物理模型分析的方法、基于信号处理的方法、基于数据驱动的方法，以及基于数据-知识融合的方法及相应算法等。然而，这些方法及相应算法均假设在监测过程的初始阶段，被监测的cvt是没有误差的，如此，利用监测数据的变化等，便可实现对cvt运行状态的判断。但是，如果cvt存在初始误差，则就可能导致上述监测方法及相应算法出现误判。例如，当cvt存在正向的初始误差，且该误差在t0时刻消失，那么，上述监测方法及相应算法可能会判断cvt在t0时刻出现反向超差，从而就出现误判。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种电力互感器初始误差计量方法，旨在解决如何准确且快速的对电力互感器进行初始误差的计量并输出结果的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种电力互感器初始误差计量方法，包括以下步骤：

3、s1、采集同一变电站内m组互感器的初始标准数据，并基于所述初始标准数据，计算互感器不同组同相初始标准数据之间的第一比例值；

4、s2、采集同一变电站内m组互感器的在运监测数据，并基于所述在运监测数据和所述第一比例值，计算互感器不同组同相在运监测数据的第二比例值；

5、s3、根据所述第二比例值构建互感器不同组同相初始误差的方程组，并对该方程组进行求解，得到同一变电站内m组互感器的初始误差。

6、优选方案之一，所述步骤s1中采集同一变电站内m组互感器的初始标准数据之后，还包括：

7、将所述初始标准数据按相划分，同相划分为一个计量单元，所述第一计量单元记为：

8、x＝{x1、x2、…xm}

9、其中，x为第一计量单元，xm为第m个互感器初始标准数据中的同相数据集，m为互感器的组数。

10、优选方案之一，所述步骤s1中计算互感器不同组同相初始标准数据之间的第一比例值，具体为：

11、选定任一互感器的任一通道为基准，计算互感器不同组同相初始标准数据之间的第一比例值，所述第一比例值有m-1个参数，所述第一比例值为：

12、

13、其中，kxm1为第1组与第m组互感器的第一比例值，mean()为均值计算函数。

14、优选方案之一，所述步骤s2中采集同一变电站内m组互感器的在运监测数据之后，还包括：

15、将所述在运监测数据按相划分，同相划分为一个计量单元，所述第二计量单元记为：

16、x'＝{x1'、x2'、…xm'}

17、其中，x'为第二计量单元，xm'为第m个互感器在运监测数据中的同相数据集，m为互感器的组数。

18、优选方案之一，所述步骤s2中基于所述在运监测数据和所述第一比例值，计算互感器不同组同相在运监测数据的第二比例值，具体为：

19、选定任一互感器的任一通道为基准，计算互感器不同组同相在运监测数据的第二比例值，所述第二比例值有m个参数，所述第二比例值为：

20、

21、其中，x”m为第m组互感器的第二比例值。

22、优选方案之一，所述步骤s3，具体为：

23、s31、根据第二比例值构建各通道的监测模型；

24、s32、将所述监测模型进行数学推导，得到方程组；

25、s33、在第二计量单元内，选定各通道初始误差最小的通道为参考通道，并将其初始误差赋零；

26、s34、根据步骤s32和s33进行方程组求解，得到同一变电站内m组互感器的初始误差。

27、优选方案之一，所述步骤s31根据第二比例值构建各通道的监测模型，具体为：

28、选定任一互感器的任一通道为基准，根据所述第二比例值构建各通道的监测模型，所述监测模型为：

29、

30、其中，ym为第m组互感器同一计量单元内任一通道的初始误差，l为基准通道数据。

31、优选方案之一，将所述监测模型进行数学推导得到：

32、

33、1/(1+y2)泰勒级数展开后约等于1-y2；

34、因此，

35、

36、其中，y1y2为二阶小量，整理即可得到方程组，所述方程组为：

37、

38、优选方案之一，所述步骤s33在第二计量单元内，选定各通道初始误差最小的通道为参考通道，并将其初始误差赋零，具体为：

39、min(|y1|,|y2|,…|ym|)＝0

40、其中，min()为最小值函数。

41、优选方案之一，所述初始标准数据为安装验收或检定合格的测量数据。

42、本发明的上述技术方案中，该电力互感器初始误差计量方法包括以下步骤：采集同一变电站内m组互感器的初始标准数据，并基于所述初始标准数据，计算互感器不同组同相初始标准数据之间的第一比例值；采集同一变电站内m组互感器的在运监测数据，并基于所述在运监测数据和所述第一比例值，计算互感器不同组同相在运监测数据的第二比例值；根据所述第二比例值构建互感器不同组同相初始误差的方程组，并对该方程组进行求解，得到同一变电站内m组互感器的初始误差。本发明解决了如何准确且快速的对电力互感器进行初始误差的计量并输出结果的问题。

43、在本发明中，通过采集为超差的测量数据，也即初始标准数据，构造不同组的同相初始标准数据之间的比例关系，也即第一比例值，通过所述比例关系可消除后续在运监测数据中因变压器、线路参数等因素导致的不同组监测数据之间的差异，从而得以构造以互感器初始误差为单一未知数的方程组。