CN103630792B

CN103630792B - 一种避雷器阻性泄漏电流算法

Info

Publication number: CN103630792B
Application number: CN201310300687.6A
Authority: CN
Inventors: 李新育; 潘洋; 廖洋; 阮金祥
Original assignee: SHANGHAI SISHENG INFORMATION TECHNOLOGY OFFICE
Current assignee: Shanghai Electric Power Communication Co., Ltd.
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2033-07-17
Also published as: CN103630792A

Abstract

本发明公开了一种避雷器阻性泄漏电流算法，包括步骤:S1采样一个周期的泄漏全电流、S2计算全电流直流分量、S3计算全电流交流分量、S4对全电流交流分量带通滤波、S5从0度开始重新排列全电流交流分量波形、S6在前1/4周期里找到拐点值及其位置、S7计算阻性电流、S8找到阻性电流的峰值及其位置、S9计算阻性电流的有效值、S10计算全电流的有效值、S11算法验证和S12送出全电流有效值和阻性电流峰值。本发明可以实现了阻性泄漏电流的高精度测量，具有误差小、成本低、速度快的优点，能过较好地反映避雷器工作状态。

Description

一种避雷器阻性泄漏电流算法

技术领域

本发明涉及一种避雷器阻性泄漏电流算法，尤其涉及电力***的一种避雷器阻性泄漏电流算法。

背景技术

氧化锌避雷器是在重要电力设备旁边串接在高压电力线和大地之间的保护该设备免受过电压（雷击）侵害的一种重要保护装置。由于氧化锌避雷器优越的非线性伏安特性（压敏电阻特性）和良好的通流能力，能快速将雷击能量通过对地放电释放掉，现已被广大电力部门接受而广泛使用。

通过多年的运行经验表明，由于避雷器的运行是一直处在高电压下，会使MOA内部的电阻片老化，同时由于环境条件的影响,其电阻片发生受潮劣化，引起阻性泄漏电流的增加。若不能迅速将不正常的避雷器及时退出运行，在一段时间内（几月、天或数小时），当***中出现过电压,MOA可能热崩溃,发生***，引发大面积电力事故。

避雷器的泄漏全电流包含了容性泄漏电流和阻性泄漏电流两个部分。其中阻性泄漏电流是真正反映避雷器运行状态的技术参数。由于阻性泄漏电流的检测常规上必须采样泄漏全电流和电压，通过计算电压和泄漏全电流的夹角，然后利用三角函数关系推算出阻性泄漏电流。阻性泄漏电流通常情况下只占泄漏全电流的10%～15%，经过两次乘法计算得出的阻性泄漏电流值误差已经比较大。造成常规检测方法的两个致命缺陷：检测精度较差、无法真实反映避雷器工作状态。检测成本较高，由于需要使用采样电压的高压PT，无法推广。

在线路运行状态下实时监测避雷器泄漏阻性电流的大小，真实反映了工作状态下的避雷器绝缘特性，是防止避雷器故障造成大面积停电的有效手段。

然而由于泄漏电流信号的以下特点：导致泄漏电流很难正确测量：

1、具有周期性和非线性（正弦）特性，难以在时域中使用数学公式描述。

2、取值范围宽而绝对数值小（0.05～1.00mA），难以用标准放大电路放大。

3、现场受到谐波、电磁和白噪声干扰，难以使用普通抗干扰措施清除。

4、生成的能量有限，难以用普通的办法测量，但仍遵守能量守恒定律。

如何安全、可靠和精确的测量计算避雷器泄漏阻性电流，是在线路运行状态下实时监测避雷器泄漏电流的基本手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避雷器阻性泄漏电流算法。实现了阻性泄漏电流的高精度测量，具有误差小、成本低、速度快的优点，能过较好地反映避雷器工作状态

实现上述目的的技术方案是：一种避雷器阻性泄漏电流算法，包括步骤:S1采样一个周期的泄漏全电流、S2计算全电流直流分量、S3计算全电流交流分量、S4对全电流交流分量带通滤波、S5从0度开始重新排列全电流交流分量波形、S6在前1/4周期里找到拐点值及其位置、S7计算阻性电流、S8找到阻性电流的峰值及其位置、S9计算阻性电流的有效值、S10计算全电流的有效值、S11算法验证和S12送出全电流有效值和阻性电流峰值。

上述步骤S1采样一个周期的泄漏全电流，共采样一个周期N点的波形，N≥128，得到离散全电流函数Ix(n)，n取值0～N。

上述步骤S2计算全电流直流分量的公式为Vdc=(∑Ix(n))/N，Vdc为全电流直流分量。

上述步骤S3计算全电流交流分量的公式为Ix(n)_AC=Ix(n)-Vdc，Ix(n)_AC为全电流交流分量。

上述步骤S4对全电流交流分量带通滤波的公式：Ix(n)_BP=(∑Ix(n-i)_AC×a_i)/25,i=(0～24)，a₀～a₂₄的取值为（4、5、7、11、16、22、28、34、39、44、48、50、51、50、48、44、39、34、28、22、16、11、7、5、4），Ix(n)_BP为带通滤波后的全电流交流分量。

上述步骤S5从0度开始重新排列全电流交流分量波形为Ix(n)_BP，在重新排列波形的拼接点进行1/2平滑处理。

上述步骤S6在前1/4周期里找到拐点值为Ic及其位置Nc，Ic可作为容性电流最大值。

上述步骤S7计算阻性电流的公式为：Ir(n)=Ix(n)_BP-Ic×Sin(N-Nc)×2π/N，Ir(n)为阻性泄漏电流波形。

上述步骤S8找到阻性电流的峰值Ir(max)及其位置Nr，Ir(max)可作为阻性电流最大值。

上述步骤S9计算阻性电流的有效值的公式为Ir²=(∑Ir(n)²)/N，Ir为阻性电流的有效值。

上述步骤S10计算全电流的有效值的公式为Ix²=(∑Ix(n)_BP ²)/N，Ix为全电流的有效值。

上述步骤S11算法验证的方法是同时满足以下两个公式：Ir²+Ic²/2=Ix²，Nr-Nc=N/4。

本发明的有益效果是：实现了阻性泄漏电流的高精度测量，具有误差小、成本低、速度快的优点，能过较好地反映避雷器工作状态。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，图中给出了一种避雷器阻性泄漏电流算法，包括步骤:S1采样一个周期的泄漏全电流、S2计算全电流直流分量、S3计算全电流交流分量、S4对全电流交流分量带通滤波、S5从0度开始重新排列全电流交流分量波形、S6在前1/4周期里找到拐点值及其位置、S7计算阻性电流、S8找到阻性电流的峰值及其位置、S9计算阻性电流的有效值、S10计算全电流的有效值、S11算法验证和S12送出全电流有效值和阻性电流峰值。

步骤S1采样一个周期的泄漏全电流，共采样一个周期N点的波形，N取512，得到离散全电流函数Ix(n)，n取值0～N。

步骤S2计算全电流直流分量的公式为Vdc=(∑Ix(n))/N，Vdc为全电流直流分量。

步骤S3计算全电流交流分量的公式为Ix(n)_AC=Ix(n)-Vdc，Ix(n)_AC为全电流交流分量。

步骤S4对全电流交流分量带通滤波的公式：Ix(n)_BP=(∑Ix(n-i)_AC×a_i)/25,i=(0～24)，a₀～a₂₄的取值为（4、5、7、11、16、22、28、34、39、44、48、50、51、50、48、44、39、34、28、22、16、11、7、5、4），Ix(n)_BP为带通滤波后的全电流交流分量。

步骤S5从0度开始重新排列全电流交流分量波形为Ix(n)_BP，在重新排列波形的拼接点进行1/2平滑处理。

步骤S6在前1/4周期里找到拐点值为Ic及其位置Nc，Ic可作为容性电流最大值。

步骤S7计算阻性电流的公式为：Ir(n)=Ix(n)_BP-Ic×Sin(N-Nc)×2π/N，Ir(n)为阻性泄漏电流波形。

步骤S8找到阻性电流的峰值Ir(max)及其位置Nr，Ir(max)可作为阻性电流最大值。

步骤S9计算阻性电流的有效值的公式为Ir²=(∑Ir(n)²)/N，Ir为阻性电流的有效值。

步骤S10计算全电流的有效值的公式为Ix²=(∑Ix(n)_BP ²)/N，Ix为全电流的有效值。

步骤S11算法验证的方法是同时满足以下两个公式：Ir²+Ic²/2=Ix²，Nr-Nc=N/4。

本发明的原理是：使用基本的三角函数代换关系式，转换相应的计算公式和算法，在不采用电压参考量的情况下，测量检测阻性泄漏电流。实现了阻性泄漏电流的高精度测量，具有误差小、成本低、速度快的优点，能过较好地反映避雷器工作状态。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims

1.一种避雷器阻性泄漏电流算法，其特征在于，包括步骤:S1采样一个周期的泄漏全电流、S2计算全电流直流分量、S3计算全电流交流分量、S4对全电流交流分量带通滤波、S5从0度开始重新排列全电流交流分量波形、S6在前1/4周期里找到拐点值及其位置、S7计算阻性电流、S8找到阻性电流的峰值及其位置、S9计算阻性电流的有效值、S10计算全电流的有效值、S11算法验证和S12送出全电流有效值和阻性电流峰值；

所述步骤:S1采样一个周期的泄漏全电流，共采样一个周期N点的波形，N≥128，得到离散全电流函数Ix(n)，n取值0～N；

所述步骤：S2计算全电流直流分量的公式为Vdc＝(∑Ix(n))/N，Vdc为全电流直流分量；

所述步骤：S3计算全电流交流分量的公式为Ix(n)_AC＝Ix(n)-Vdc，Ix(n)_AC为全电流交流分量；

所述步骤：S4对全电流交流分量带通滤波的公式Ix(n)_BP＝(∑Ix(n-i)_AC×a_i)/25,i＝(0～24)，a₀～a₂₄的取值为(4、5、7、11、16、22、28、34、39、44、48、50、51、50、48、44、39、34、28、22、16、11、7、5、4)，Ix(n)_BP为带通滤波后的全电流交流分量；

所述步骤：S5从0度开始重新排列全电流交流分量波形为Ix(n)_BP，在重新排列波形的拼接点进行1/2平滑处理；

所述步骤：S6在前1/4周期里找到拐点值为Ic及其位置Nc，Ic可作为容性电流最大值；

所述步骤：S7计算阻性电流的公式为Ir(n)＝Ix(n)_BP-Ic×Sin(N-Nc)×2π/N，Ir(n)为阻性泄漏电流波形；

所述步骤：S8找到阻性电流的峰值Ir(max)及其位置Nr，Ir(max)可作为阻性电流最大值；

所述步骤：S9计算阻性电流的有效值的公式为Ir²＝(∑Ir(n)²)/N，Ir为阻性电流的有效值；

所述步骤：S10计算全电流的有效值的公式为Ix²＝(∑Ix(n)_BP ²)/N，Ix为全电流的有效值；

所述步骤：S11算法验证的方法是同时满足以下两个公式：Ir²+Ic²/2＝Ix²，Nr-Nc＝N/4。