[发明专利]测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的避雷器在线监测技术，更具体地说，涉及一种测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法。

背景技术

金属氧化物避雷器是电力系统中重要的过电压保护设备，在现场运行时可能出现受潮、老化等故障，严重时甚至会导致避雷器的爆炸，严重威胁电力系统的正常运行。因此，对运行中的避雷器进行在线监测已经成为电力系统的状态检修必要手段之一。

避雷器在线监测可选择的特征物理量较多，其中阻性电流可以很好地反映避雷器的运行状态，可以根据其阻性电流及其谐波分量变化的结果来判断避雷器的性能。当避雷器劣化时，阻性电流基波分量迅速增加，当避雷器老化时，阻性电流3次谐波分量值快速增加。

计算在线运行时的避雷器的阻性电流的算法也很多，广泛使用的是容性电流补偿法和矢量投影法，即：分别取得施加在避雷器两端的电压信号和流过避雷器底部的电流信号，对其分别进行傅立叶分解，得到电压和电流的基波以及3次谐波的分量，那么基波电流分量在相应电压基波分量上的投影，就是阻性电流基波值，而3次谐波阻性电流值可以通过容性电流补偿法得到。

目前，常规的避雷器在线监测技术采用的是电压互感器(PT)低压侧取电压信号法。这种方法需从PT上引入电压参考信号，测量结果容易受到电压互感器角差和补偿增益的误差影响，并且带来安全问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种可靠、安全的测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法，包括如下步骤:(1)利用电场感应板采集电压信号；(2)利用线圈传感器采集避雷器底部的泄漏电流信号；(3)将采集到的电压信号和电流信号分别进行放大、滤波处理；(4)按照容性电流补偿法计算避雷器阻性电流的3次谐波值，按照矢量投影法计算避雷器阻性电流的基波值。

作为本发明的一种改进,所述避雷器阻性电流的3次谐波值I_3R＝I_3x-K(I_1x/I_1P·I_3P)，式中，I_3x为通过避雷器的3次谐波全泄漏电流，K为电场感应板探头测量比例系数，I_1X为通过避雷器的基波全电流，I_1P为电场感应板取得的基波电流，I_3P为电场感应板取得的3次谐波电流。

作为本发明的一种改进，所述避雷器阻性电流的基波值I_1R＝√2·I_1x·cos(Δφ-Δφ₁)，式中，I_1X为通过避雷器的基波全电流，Δφ为I_1x与感应电压的基波矢量值U_1P的初始相位差，Δφ₁为感应电压的基波矢量值U_1P与避雷器两端施加的电压值U_1B的初相位差。

作为本发明的一种改进，所述电场感应板探头测量比例系数K＝(C₃+C₁)/(2C₁+C₃)，C₁、C₃分别是避雷器A、C相对电场感应板的等效电容。

作为本发明的一种改进，K值取0.70～0.95，根据不同的变电站使用情况进行校正。

与现有技术相比，本发明采用电场感应法采集施加在避雷器两端电压的感应量，从而能可靠、安全地获得在线运行避雷器的阻性电流基波及其3次谐波值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的结构及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本发明监测器功能模块示意图。

图2为本发明避雷器等值电路图。

图3为本发明电场感应电压信号放大电路图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

本发明测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法包括步骤:(1)利用电场感应板采集电压信号；(2)利用线圈传感器采集避雷器底部的泄漏电流信号；(3)将采集到的电压信号和电流信号分别进行放大、滤波处理；(4)按照容性电流补偿法计算避雷器阻性电流的3次谐波值，按照矢量投影法计算避雷器阻性电流的基波值。