容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)

1、容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)有效容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)有效 性分析及算法改進(jìn)性分析及算法改進(jìn) 主要內(nèi)容 一、容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概述 二、信號(hào)采集影響因素的分析 三、信號(hào)分析方法的改進(jìn) 四、實(shí)例分析 2 一、容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概述 3 高壓套管電力電容器 電流互感器 耦合電容器電壓互感器 一、容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概述 4 一、容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概述 5 電流相量圖絕緣介質(zhì)等效電路圖 一、容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概述 6 功率三角形 7 硬件法 硬件法不僅需要實(shí)現(xiàn)硬件采樣還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，受到硬件采集及 處理性能的限制，容易受到硬件元件的零漂、諧波干擾以及硬件處理環(huán)節(jié)的 累計(jì)誤差。 一、容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概述 一、容性

2、設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概述 軟件法軟件法主要用于集中式、分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用波形分析的思路，硬件 只完成采樣，通過編寫多種上位機(jī)軟件算法處理干擾、諧波的影響，較為靈 活。主要有：波形波形擬合擬合法法（基于最小二乘法）、濾波法、諧波分析法（基于最小二乘法）、濾波法、諧波分析法。 8 (軟件法) 軟件法處理的基波不受高次諧波和電子線路產(chǎn)生的零漂的影響；克服硬 件法的模擬測(cè)量法抗干擾能力差的特點(diǎn)；即提高了測(cè)量精度及測(cè)量結(jié)果的穩(wěn) 定性。 二、信號(hào)采集影響因素的分析 9 二、信號(hào)采集影響因素的分析 3.PT3.PT二次負(fù)荷的變化二次負(fù)荷的變化 電壓互感器的測(cè)量精度與其二次側(cè)負(fù)荷的大小有關(guān)，如果PT 二次負(fù)荷不

3、變，則角差基本固定不變。 4 4. . 環(huán)境因素環(huán)境因素 戶外環(huán)境，運(yùn)行電壓較高，易受到溫度、濕度、外絕緣污穢的影響，造 成表面泄露，使損耗增大，造成在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。 5 5. .其它運(yùn)行項(xiàng)的其它運(yùn)行項(xiàng)的電場(chǎng)及磁場(chǎng)電場(chǎng)及磁場(chǎng)耦合耦合干擾干擾 變電站內(nèi)的運(yùn)行電氣設(shè)備除了要承受工作電壓的作用，還會(huì)受相鄰的其 它電氣設(shè)備產(chǎn)生的電場(chǎng)影響，會(huì)影響傳感器的靈敏度與可靠性。 6.6.其它實(shí)際操作中的其它實(shí)際操作中的因素因素 如電氣接線，傳感器質(zhì)量因素，BNC接頭出現(xiàn)問題等。 10 三、信號(hào)分析方法的改進(jìn) 1.軟件法采集的信號(hào)在進(jìn)行處理前需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在提取信號(hào)特征值時(shí) 需利用算法進(jìn)行分析，信號(hào)處理的

4、效果涉及到采樣頻率采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)采樣點(diǎn)數(shù)、數(shù)據(jù)分?jǐn)?shù)據(jù)分 析析法三種關(guān)鍵要素。 11 采樣頻率 波形真實(shí)度 信噪比 后期處理時(shí)間 2.諧波分析法諧波分析法 在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，無論是諧波分析法還是濾波法，都是基于固定的 基頻50Hz進(jìn)行計(jì)算的。采樣點(diǎn)數(shù)也都是按照整數(shù)周期計(jì)算，但實(shí)際的電 網(wǎng)頻率往往在49.850.2Hz范圍內(nèi)波動(dòng)，甚至在更大范圍內(nèi)波動(dòng)，不能確保積 分長(zhǎng)度是整周期。 對(duì)于諧波分析法諧波分析法來講，采樣通常在非同步情況下進(jìn)行, 即使采用了跟蹤 鎖相技術(shù), 采樣頻率的控制也很困難, 故難以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的同步采樣，產(chǎn)生頻頻 率泄露率泄露問題。文獻(xiàn)1提出改進(jìn)方向： 采用軟件法計(jì)算出信號(hào)基波

5、的真實(shí)頻率， 利用真實(shí)頻率確定最佳采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)； 再利用傅里葉分解求取tan。 參考文獻(xiàn)1：鄒艷平. 電氣設(shè)備介質(zhì)損耗在線測(cè)量的諧波分析法研究J. 黑龍江電力,2008,01:13-15. 12 13 （1） （2） 14 （3） 利用插值法找到任意兩個(gè)同向過零點(diǎn) 的位置Z1和Z2，進(jìn)行積分計(jì)算。 參考文獻(xiàn)2:左自強(qiáng),徐陽(yáng),曹曉瓏,劉斌. 計(jì)算 電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)的相關(guān)函數(shù)法的改進(jìn) J. 電網(wǎng)技術(shù),2004,18:53-57. 4.灰度關(guān)聯(lián)分析灰度關(guān)聯(lián)分析 tan的測(cè)量結(jié)果除了與絕緣狀態(tài)有關(guān)，還與時(shí)間、溫度、濕度、電場(chǎng)、 磁場(chǎng)等其它因素有關(guān)，且具有分散性。但tan的測(cè)量結(jié)果與這些因素

6、的相 關(guān)性、影響因子尚未明了。利用灰度關(guān)聯(lián)分析法可以通過大量的在線監(jiān)測(cè)數(shù) 據(jù)進(jìn)行分析，得到tan和這些因素的相關(guān)性。 灰色系統(tǒng)理論，是對(duì)系統(tǒng)變化發(fā)展態(tài)勢(shì)的定量描述和比較的方法，利用 已知信息去揭示未知信息，即系統(tǒng)的“白化白化”問題。變化發(fā)展態(tài)勢(shì)的比較， 依據(jù)空間理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，按照規(guī)范性、偶對(duì)稱型、整體性和接近性的原 則，確定參考序列和若干比較序列之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度關(guān)聯(lián)度，尋求系統(tǒng)中各 因素間的主要關(guān)系，找出影響目標(biāo)值的重要因素。采用的是曲線幾何形狀分 析比較的方法，認(rèn)為幾何形狀越接近則變化發(fā)展態(tài)勢(shì)越接近，關(guān)聯(lián)度就越大。 15 將灰關(guān)聯(lián)分析引入容性設(shè)備絕緣狀況診斷，通過介損變化曲線

7、與外界影 響變化曲線的關(guān)聯(lián)度大小及排序進(jìn)行診斷，可降低對(duì)診斷知識(shí)的要求，避免 搜集完整樣本的困難。 灰關(guān)聯(lián)分析步驟如下： 1）確定參考序列x0和比較序列xj: 2)計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)： 16 （4.1） （4.2） 17 （4.3） （4.4） （4.5） 與參考序列變化態(tài)勢(shì)越接近者，其關(guān)聯(lián)度越大。 診斷思想：診斷思想： 當(dāng)絕緣狀態(tài)良好時(shí)，環(huán)境溫度、濕度變化對(duì)介損結(jié)果的影響要明顯一些。 而當(dāng)絕緣狀況下降時(shí)，設(shè)備本體溫度對(duì)tan的影像增強(qiáng)，而外界溫濕度的影 響相對(duì)減弱。可見，如果tan序列與環(huán)境溫度、濕度序列變化接近，可認(rèn)為 絕緣狀況良好或正常；如果tan序列與設(shè)備溫度序列變化接近，則認(rèn)為絕緣 有一定

8、的劣化。因此，可以采用灰關(guān)聯(lián)度對(duì)不同監(jiān)測(cè)序列之間的相近程度進(jìn) 行量化，從而判斷絕緣的狀況。 18 四、灰度關(guān)聯(lián)法的實(shí)例分析 對(duì)山東某110kV變電站容性設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，以兩臺(tái)主變套管的監(jiān)測(cè)結(jié) 果為例進(jìn)行分析。圖1（a）、圖1（b）分別為2002年5月30日至5月31日兩天 1號(hào)變和2號(hào)變A相套管的介損在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。圖1（c）、1（d)、1（e）分別 為對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)母線電壓值、環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 19 圖1（a）1號(hào)變A相套管介損 圖1（b）2號(hào)變A相套管介損 20 圖1（c）母線電壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 圖1（d）環(huán)境溫度數(shù)據(jù) 圖1（e）環(huán)境濕度數(shù)據(jù) 21 表表1 1 兩臺(tái)主變套管介損與各影響因素的灰關(guān)聯(lián)度兩臺(tái)主變套管介損與各影響因素的灰關(guān)聯(lián)度 結(jié)論： 1.1號(hào)變3相套管的介損與電壓的關(guān)聯(lián)度最大，2號(hào)3想套管的介損與濕 度的關(guān)聯(lián)度最大，即2號(hào)變得絕緣狀況由于1號(hào)變； 2.1號(hào)變中的B相、C相介損與電壓的關(guān)聯(lián)度大于A相的關(guān)聯(lián)度，絕緣老 化更嚴(yán)重； 3.圖1（a）、（b）、（c）中，對(duì)于1號(hào)A相套管，當(dāng)電壓較高時(shí)，介損較 低，而當(dāng)電壓較低