本发明涉及电力行业避雷器测试,具体是指一种避雷器阻性电流推演方法。
背景技术:
1、避雷器作为电力系统主流的过电压保护装置,其运行状态对于电力系统安全可靠运行、保障人员安全非常重要。避雷器长期承受系统运行电压和短时过电压,与高压设备绝缘不同,影响避雷器状态的因素是有功损耗,包括受潮和电阻片有功损耗,一旦电阻片劣化引起的发热超过其散热能力,避雷器的热平衡将遭到破坏,最终导致热崩溃而损坏,因此表征避雷器有功损耗的阻性电流,成为衡量避雷器状态的最关键指标,目前以阻性电流为目标的带电检测和在线监测已成为避雷器状态监测的主要手段。
2、避雷器的等效电路可看成对地电容c和非线性电阻r的并联,相应地,避雷器的总接地泄漏电流(以下简称“全电流”)i由容性电流ic和阻性电流ir两部分电流叠加构成,其中容性电流超前避雷器端部电压90°,受避雷器运行状态影响较小,而阻性电流与避雷器端部电压同相位,与避雷器的运行状态密切相关,反映避雷器电阻片和内部绝缘的有功损耗,是评价避雷器运行状态好坏的关键指标。
3、由于全电流i中,容性电流ic占比达90%以上,阻性电流ir占比很低,阻性电流的变化难以从全电流i的变化中反映出来,即无法从全电流中有效感知避雷器运行状态变化,因此需要从全电流中分离推演出阻性电流。
4、从以上原理看,容性电流ic应为仅包含自身结构和布置所引起的对地电容电流,而实际的三相避雷器布置距离不远,存在相间电容,从而产生相间耦合干扰,给阻性电流测量结果带来较大的影响。三相避雷器存在相间耦合电容而引发相间耦合干扰,如图1所示,此时避雷器的电容电流包含了其它相避雷器耦合来的相间电容电流,而不仅仅是本相避雷器自身的电容电流,从而给阻性电流测量结果带来较大的误差,一般来说,两个边相对中间相的耦合干扰基本上可以抵消,中间相的阻性电流测量结果基本正确,而a相测量结果往往偏大,c相偏小,甚至出现负值的情形。
5、为解决相间干扰的问题,现行的方法是采用简单的“边相补偿”作为解决方案,即人为地把两个边相测量数据相加取平均值,使三相阻性电流测量结果看起来较为一致,大多主流仪器提供的相间补偿功能多基于上述思路的“自动边补”,虽然说大多数情况下数据就比较“平衡”了,但同时a、c相避雷器的真实状态也被掩盖,且在一些场合效果也不甚理想,甚至c相仍然出现负值,相间耦合干扰问题给基层单位试验人员避雷器阻性电流带电检测的准确值带来了极大的困惑。
6、本发明专利针对相间电容干扰问题而提出一种避雷器阻性电流推演方法。
技术实现思路
1、本发明实施例提供一种避雷器阻性电流推演方法,其思想是,考虑相间电容影响但其值未知的条件下,构建考虑相间电容耦合的全电流的数学模型,基于阻性电流和容性电流正交特性,将阻性电流和容性电流分解问题转换为约束方程组求解,通过算法推演出避雷器阻性电流。
2、本发明实施例一种避雷器阻性电流推演方法,包括4个步骤,:
3、s1:同步测量三相全电流向量;
4、s2:同步测量三相避雷器端部电压向量;
5、s3:构建考虑相间电容耦合的全电流的数学模型;
6、作为优选地,基于避雷器相间耦合电容特性的平衡假设,构建包含避雷器对地电容和相间电容的等值电路,建立每相避雷器全电流的数学模型。
7、s4:建立约束方程组求解阻性电流。
8、作为优选地,在相间电容具体数值未得知的条件下,基于阻性电流和容性电流正交特性,将阻性电流和容性电流分解问题转换为约束方程组求解,通过算法推演出避雷器阻性电流。
9、本发明实施例具有以下优点:
10、(1)现行的传统阻性电流测量方法对于相间电容耦合的影响,采用简单的“边相补偿”处理,人为地平衡三相测量结果,科学性和严谨性不足,部分场合补偿效果仍不理想;本发明的方法从相间干扰的影响机制出发,相间电容耦合模型的物理意义明晰,过程严谨,能科学地反映相间电容干扰的影响程度。
11、(2)本发明方法在相间电容具体数值未得知的条件下,利用相关向量的关系,通过约束方程组和有针对性的算法,推演出避雷器阻性电流,不需要增加测量步骤,测试过程简单。
12、本发明的方法创造性体现在考虑避雷器相间电容耦合干扰但相间电容具体数值未得知的条件下,利用相关的电压和电流向量间的关系,利用约束方程组解决避雷器阻性电流的求解问题,物理意义明晰,计算过程简单,为获取消除相间耦合干扰的阻性电流准确测量结果,解决长期困扰电力系统基层试验人员的相间干扰带来阻性电流测量无效性的难题奠定基础。
1.一种避雷器阻性电流推演方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的避雷器阻性电流推演方法,其特征在于,步骤s3具体包括:
3.根据权利要求1所述的避雷器阻性电流推演方法,其特征在于,步骤s4具体包括: