[发明专利]基于钳形电流传感器的电容型设备绝缘参数带电测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统中电容型设备的绝缘参数的带电测试，属于电容型设备绝缘参数的带电测试领域。

背景技术

电力系统中电容型设备主要包括电流互感器、高压电容式套管、耦合电容器、电容式电压互感器、补偿电容器等。在电网中运行的高压电气设备，如果其内部存在因制造不良、老化及外力破坏等因素造成的绝缘缺陷，就会发生影响高压设备和电网正常运行的绝缘事故。为防止此类重大安全事故的发生，目前采用的传统做法是在设备投运后，定期停电进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷。但停电预防性试验的试验条件与运行状态相差较大，因此不易正确诊断出高压设备在运行情况下的绝缘状况，更难以发现在两次预防性试验间隔之间发展的缺陷，这将直接影响到预防性试验的试验效果。同时随着国民经济的发展，全社会对电力供应的可靠性和减少停电时间的要求越来越高；电力系统规模的逐渐发展壮大，传统的定期停电预防性试验由于存在费时、费力及试验效果不理想等诸多弊端而明显不能满足电网安全、可靠和高效运行的要求，因此对电气设备运行实施自动监控及绝缘状况在线监测，实现状态检修已经成为未来高压设备试验的必然发展方向。在线监测方式能够随时获得反映设备绝缘异常的特征参量，便于实现自动化管理，但投资相对较大，安装施工比较麻烦，且需要定期维护，并且安装之后无法检测其准确可靠性。

而带电测试介于停电预试和在线监测之间，能够较好地克服两种方法的不足，有其技术上的先进性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无需安装、无需停电，“即卡即用的基于钳形电流传感器的电容型设备绝缘参数的带电测试方法，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：信号的取样结构采用钳形电流传感器。电流取样方式：钳形电流传感器(1)直接卡于电容型设备的末屏接地引下线上；电压取样方式：从电压互感器的二次100/√3V(R端和L端)之间接一测量电阻(3)形成回路，钳形电流传感器(2)卡于电压互感器二次100/√3VR端与测量电阻的连接线上或卡于电压互感器二次100/√3VL端与测量电阻的连接线上。

所述的一种基于钳形电流传感器的电容型设备绝缘参数的带电测试方法，包含以下步骤：

步骤一：将钳形电流传感器(1)卡于电容型设备A的末屏接地引下线处，提取电流波形。

步骤二：从电压互感器的二次100/√3V(R端和L端)之间接一测量电阻(3)形成回路，钳形电流传感器(2)卡于电压互感器二次100/√3VR端与测量电阻的连接线上或卡于电压互感器二次100/√3VL端与测量电阻的连接线上，提取电压波形。

步骤三：在分析仪(4)中接入钳形电流传感器(1) 的电流波形和钳形电流传感器(2)的电压波形。从而可计算出电容型设备的绝缘参数，其计算过程如下：

根据公式(1)(2)可算出钳形电流传感器(1) 和钳形电流传感器(2)两路信号的有效值I和U，

C=I/314U                                           (3)

根据公式化(3)即可算出电容量。

实际中实测的波形都含有不同程度的谐波分量，任何一个周期函数都是由周期性的基波，2，3，4……k次谐波叠加而成如公式(4)所示，通过公式(5)和公式(6)可以分离出基波分量和各次谐波分量。

式中A₀为直流分量，需要滤掉。

其中A_mk为基波或k次谐波幅值，a_k为基波或k次谐波相量实部分量，b_k为基波或k次谐波相量虚部分量。

只对基波进行运算，当k=1时，根据公式(5)、公式(6)可分别算出钳形电流传感器(1) 和钳形电流传感器(2)两路信号基波的向量实部和向量虚部，两个向量的数学表达式分别为a_n+ j b_n和a_x+ j b_x。

设θ₁是a_n+ j b_n向量与X轴正方向夹角，θ₂是a_x+ j b_x向量与X轴正方向夹角，则介质损耗角δ=90°-(θ₁-θ₂)，根据三角函数关系可得：