基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法与流程

本发明涉及电气设备故障诊断领域，具体涉及基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法。

背景技术：

1、随着电网规模日益增大，继电保护系统作为保护电网安全稳定运行的第一道防线承担的责任也日益增加。由于数字密度继电器中的传感器在长时间使用过程中出现老化现象，造成密度继电器欠补偿等故障。而密度继电器校验周期通常1～2年，在此期间很难发现密度继电器已存在问题，给sf6电气设备的安全运行造成线路停电或机组跳闸等重大隐患，留下严重后果。

2、中国专利公开号cn103245908a公开了一种sf6及sf6混合气体密度继电器校验装置，该校验装置包括：高低温恒温箱和设置于高低温恒温箱内的被测继电器安装架、温度传感器、调节气缸、sf6及sf6混合气体储气瓶；和设置于高低温恒温箱外的绝对压力传感器、相对压力传感器、sf6气瓶、n2或cf4储气瓶、真空泵和控制装置，控制装置分别与温度传感器、被测的气体密度继电器、绝对压力传感器以及相对压力传感器相连接，控制装置用于数据处理、输出控制指令和显示校验结果数据。用以解决sf6气体密度继电器的全温度准确测试问题。但是该专利申请只能在密度继电器离线校验时使用，在密度继电器校验空窗期中无法实现欠补偿故障自诊断，电网运行存在安全隐患。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于现有技术气体密度继电器校验装置难以实现气体密度继电器欠补偿故障在线自诊断，在校验空窗期存在安全隐患的问题。

2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题的：基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，包括以下步骤：

3、步骤一、定时采集凌晨预设时段及下午预设时段的压力传感器数据；

4、步骤二、分别计算采集的凌晨预设时段的压力传感器数据平均值及下午预设时段的压力传感器数据平均值；

5、步骤三、将计算得到的两个平均值作差，得到日压力变化量；

6、步骤四、将日压力变化量与设定的最小阈值比较，若日压力变化量大于等于设定的最小阈值，气体密度继电器继续正常运作，若日压力变化量小于设定的最小阈值，判定压力传感器发生故障，气体密度继电器发出故障报警信号。

7、进一步地，所述步骤一包括：

8、从凌晨3:30-5:30和下午14:00-16:00，每30min采集一次压力传感器压力示值，分别采集5组数据，分别记为pam1，pam2，pam3，pam4，pam5和ppm1，ppm2，ppm3，ppm4，ppm5。

9、更进一步地，所述步骤二包括：

10、将采集的凌晨3:30-5:30和下午14:00-16:00点的压力传感器数据分别计算平均值，即：和

11、更进一步地，所述步骤三包括：

12、将采集的凌晨3:30-5:30的压力传感器数据平均值和下午14:00-16:00点的压力传感器数据平均值做差，计算日压力变化量

13、进一步地，sf6气体状态参数之间的关系为：

14、p＝(rtb-a)ρ2+rtρ (1)

15、a＝73.882×10-5-5.132105×10-7ρ

16、b＝2.50695×10-3-2.12283×10-6ρ

17、r＝56.9502×10-5

18、其中，p为压力；ρ为密度；t为温度；r为第一温度系数，b为第二温度系数，a为偏差系数。

19、更进一步地，将式(1)转换成以下形式∶

20、p＝(rbρ2+rρ)t+aρ2 (2)

21、通过式(2)得出，在不考虑气体泄漏，即气体密度ρ为定值的前提下，sf6气体压力与温度呈线性正相关，相关系数x＝(rbρ2+rρ)。

22、更进一步地，所述设定的最小阈值通过测试平台获取，获取方式为：

23、1)利用sf6气瓶向高低温试验箱内的缓冲罐内充气，当达到预设压力值时，停止充气；

24、2)高低温试验箱静置第一预设时间，使箱内温度与缓冲罐内气体温度稳定在t0；

25、3)设置高低温试验箱，其温度变化为每小时上升δt，记录对应的高低温试验箱温度ta；

26、4)每隔第二预设时间采集一次高低温试验箱内的温度检测值tsf6；

27、5)获取sf6气体温度差，将其与相关系数相乘得到设定的最小阈值。

28、更进一步地，所述获取sf6气体温度差，将其与相关系数相乘得到设定的最小阈值，包括：

29、对采集到sf6气体温度数据进行拟合得到关系式：

30、

31、其中，t为迟滞时间，为t时刻的sf6气体温度；k为散热系数；

32、通过对上式变形可得：

33、

34、令t＝0，则有：

35、

36、最终可得：

37、

38、从(3)式中得到sf6气体温度差：所以设定的最小阈值△pmin＝x△ta，△ta为调研所得全国日温差最小值。

39、更进一步地，所述预设压力值的范围为0.5mpa～0.7mpa。

40、更进一步地，所述第一预设时间的范围为15min～25min，所述第二预设时间的范围为3min～7min。

41、本发明的优点在于：本发明通过对全国气温调研，日最高温和最低温会跟随季节发生改变，得出凌晨预设时段为一天内温度最低值，下午预设时段为一天内温度最高值。所以采集全天最高温度时间区间和最低温度时间区间压力传感器输出数据平均值，以此计算差值，可减少季节变换对检测可靠性的影响，选择sf6气体温度变化引起的最小压力差值作为设定阈值，利用sf6气体数字密度继电器内压力传感器的实时变化率与上述设定阈值比对分析，实现sf6气体数字密度继电器的工作状态自诊断，有效解决无法发现在校验间隔期间数字式密度继电器产生欠补偿故障的问题，避免安全隐患，保障电气设备安全稳定运行。

技术特征：

1.基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，所述步骤一包括：

3.根据权利要求2所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，所述步骤二包括：

4.根据权利要求3所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，所述步骤三包括：

5.根据权利要求1所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，sf6气体状态参数之间的关系为：

6.根据权利要求5所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，将式(1)转换成以下形式：

7.根据权利要求6所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，所述设定的最小阈值通过测试平台获取，获取方式为：

8.根据权利要求7所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，所述获取sf6气体温度差，将其与相关系数相乘得到设定的最小阈值，包括：

9.根据权利要求7所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，所述预设压力值的范围为0.5mpa～0.7mpa。

10.根据权利要求7所述的基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，其特征在于，所述第一预设时间的范围为15min～25min，所述第二预设时间的范围为3min～7min。

技术总结
本发明公开了基于日温变化量的气体密度继电器欠补偿故障自诊断方法，包括：定时采集凌晨预设时段及下午预设时段的压力传感器数据；分别计算采集的凌晨预设时段的压力传感器数据平均值及下午预设时段的压力传感器数据平均值；将计算得到的两个平均值作差，得到日压力变化量；将日压力变化量与设定的最小阈值比较，若日压力变化量大于等于设定的最小阈值，气体密度继电器继续正常运作，若日压力变化量小于设定的最小阈值，判定压力传感器发生故障，气体密度继电器发出故障报警信号；本发明的优点在于：有效解决无法发现在校验间隔期间数字式密度继电器产生欠补偿故障的问题，避免安全隐患，保障电气设备安全稳定运行。

技术研发人员：朱榜超,潘邦彪,韦国生,蒋宗广,刘长华,李洪波,甘耀华,黄尚雕,毛佳,李航海,林文洪,黄利达,吴恩铭,覃贤金,商琼玲,罗靖宇,何坤龙,何波,卢敏,蒋文明,黄敏,陈金,梁洛耕,彭彦军,杨波,姚流梁,薛奎,黄珠羡,黄顾渊,黄振龙,黄勇帅,黄仕恒,李星,李卓锋,罗永杰,兰海,全秀娟,杨育权
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司百色供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25