[发明专利]一种在线评估变电站绝缘在线监测系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评估变电站绝缘在线监测系统的方法，尤其涉及一种在线评 估变电站绝缘在线监测系统的方法。

背景技术

由于电气设备预防性试验存在局限性，在电力系统状态检修大趋势下，电气 设备在线监测系统得到广泛的应用，容性设备、避雷器绝缘在线监测系统是电气 设备在线监测系统的分支。容性设备、避雷器绝缘在线监测系统通过监测容性设 备泄露电流Ic、避雷器泄露电流I_R以及相关联的PT(电压互感器)二次计量绕 组电压(该二次计量绕组电压在误差允许范围内反映一次侧电压)，通过FFT (快速傅立叶)算法计算得到泄露电流In、一次电压U以及交角θ，其中，如图 1所示，所述交角θ是一次电压U的相位与泄露电流In的相位之差。

如图2所示，是容性设备、避雷器等效模型，由于有阻性分量的存在，容性 设备泄露电流与一次电压的交角、避雷器泄露电流与一次电压的交角都小于90 度，并定义图1中标出的δ为介质损耗角(所述介质损耗角为一绝缘特征量)， 定义图1中标出的I_R为阻性电流δ(所述阻性电流δ为一绝缘特征量)。当容性 设备存在绝缘隐患时，介质损耗角δ将变大；当避雷器存在绝缘隐患时，阻性电 流I_R将变大，这时，绝缘在线监测设备应当可以实时捕捉绝缘特征量的变化， 及时报警。

随着电子系统、数字信号处理技术的快速发展，为了增强电力系统的抗干扰 性能，模拟信号就近数字化已经成为设计绝缘在线监测系统的主流。在实际工程 中，如图3所示，利用穿心式传感器取样容性设备泄露电流、避雷器泄露电流以 及PT计量绕组电压信号，分别就近数字化，根据采样数据重建In的正弦波形图 与U的正弦波形图，再由In的波形参数和U的波形参数求得In与U之间的相 位差，从而求出介质损耗角。

目前国内针对容性设备、避雷器绝缘在线监测系统现场安装之后，评估该系 统监测的有效性，以及长时间运行后该系统监测的有效性，如图4所示，采取的 方法是：在容性设备、避雷器末屏接地线两端并接电阻后，解开原末屏接地线， 相当于在原回路中串接一个功率电阻。通过串接电阻改变绝缘特征量的大小，而 观察在线监测系统是否能够正确反映绝缘特征量的变化。但是，上述方法非常危 险，一旦一次设备末屏接地端口与大地意外断开，末屏端口将形成高压，严重威 胁人身、设备安全。另外，当容性设备、避雷器绝缘在线监测数据异常时，存在 监测设备自身故障的可能性，因此，需要分辨故障类型，定位一次设备故障或监 测设备故障。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种在线评估变电站绝缘在线监测系统的方法， 可以在变电站工作的情况下，安全地对容性设备、避雷器绝缘在线监测系统的工 作情况进行评估。

为了达到上述目的，本发明提供了一种在线评估变电站绝缘在线监测系统的 方法，其包括以下步骤：

(1)通过变频电路，将所述在线监测单元输出频率为M赫兹的电源信号变 频，产生一频率为N赫兹的电流信号，N不等于M；

(2)将所述频率为N赫兹的电流信号穿心输出到多个由所述电流传感器和 所述在线监测单元的基准电流传感器组成的串联回路中；

(3)比较同一串联回路中所述电流传感器输出的频率为N赫兹的电流信号 的相位和所述在线监测单元的基准电流传感器输出的频率为N赫兹的电流信号 的相位。

本发明所述的在线评估变电站绝缘在线监测系统的方法，其中，步骤(3) 包括：

(31)所述在线监测单元采集同一串联回路中所述电流传感器输出的频率 为N赫兹的模拟电流信号和所述基准电流传感器输出的频率为N赫兹的模拟电 流信号；

(32)通过A/D转换电路，将所述电流传感器输出的频率为N赫兹的模拟 电流信号和所述基准电流传感器输出的频率为N赫兹的模拟电流信号，转换为 数字电流信号；

(33)通过比较所述A/D转换电路输出的所述电流传感器输出的频率为N 赫兹的数字电流信号和所述基准电流传感器输出的频率为N赫兹的数字电流信 号，而得知所述电流传感器输出的频率为N赫兹的模拟电流信号和所述基准电 流传感器输出的频率为N赫兹的模拟电流信号之间的相位差。

本发明所述的在线评估变电站绝缘在线监测系统的方法，其中，所述变频 电路是锁相倍频电路。