CN105372616B - 一种cvt状态在线测试***及在线评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CVT状态在线测试***及在线评估方法，包括零磁通CT、标准PT、电流采集装置、第一电压采集装置、第二电压采集装置和中央处理器；所述零磁通CT一端连接待测CVT，另一端连接电流采集装置，电流采集装置还连接到中央处理器；所述第一电压采集装置一端连接待测CVT，另一端连接中央处理器；所述第二电压采集装置一端连接标准PT，另一端连接中央处理器；本发明可以在线监测CVT二次角差、CVT二次比差、CVT主电容电容值和CVT介质损耗参数，并且可以通过上述参数综合评估CVT运行状态。

Description

一种CVT状态在线测试***及在线评估方法
技术领域
本发明涉及设备状态在线评估技术领域，具体涉及一种CVT状态在线测试***及在线评估方法。
背景技术
目前CVT得到广泛应用，在110～220kV，CVT用量已占绝对优势，不仅在新站有限选用，在老站改造中往往采用CVT取代PT，330～500kV等级都选择用CVT；现有的对CVT的评估采用定期检测，这种方式很难发现CVT在运行过程中缓慢发展的故障缺陷，不能及时发现、及时检修，而且未充分考虑CVT实际状态，造成不必要的检修；而现有对CVT在线评估仅对CVT单一参量，如介损、角差、比差等进行监测，未通过全局各参量综合评估CVT状态，造成评估不精确。
发明内容
本发明提供了一种CVT状态在线测试***及在线评估方法。
本发明采用的技术方案是：一种CVT状态在线测试***，包括零磁通CT、标准PT、电流采集装置、第一电压采集装置、第二电压采集装置和中央处理器；所述零磁通CT一端连接待测CVT，另一端连接电流采集装置，电流采集装置还连接到中央处理器；所述第一电压采集装置一端连接待测CVT，另一端连接中央处理器；所述第二电压采集装置一端连接标准PT，另一端连接中央处理器。
进一步的，还包括有同步对时***；同步对时***一端连接中央处理器，另一端同时连接第一电压采集装置和第二电压采集装置。
一种CVT状态在线评估方法，依次包括以下步骤：
参数获取：获取CVT二次电压角差、CVT二次电压比差、CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗值；
判断数据是否超过阈值；
数据加权：CVT主电容容值和CVT介质损耗值超过告警阈值时，加入其变化量增加其权重，权重为自身；CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗值未超过阈值的数据权重为1；CVT二次电压角差和CVT二次电压比差，数据权重取一定值；
定量评估：根据实验数据将数据进行定量化，确定定量评估值和评估值相位；
估值分析：根据定量值的大小判断是否正常，根据评估值相位确认故障相位。
进一步的，定量评估之前采用比相算法将数据向量化。
进一步的，超过阈值的参数通过比相算法将数据向量化，然后与经过加权计算的数据共同进行定量评估。
进一步的，所述数据加权算法如下：
测量的参数以告警阈值为基准，取其相对值；设基本参数集为A＝{a1,a2,a3……an}，将其中的>1的值取平方后与余下值求取平均数；当参数元数大于告警阈值时，加入其变化量增加其权重，即权重为自身。
进一步的，所述CVT二次电压角差和CVT二次电压比差的数据权重为0.8。
本发明的有益效果：
(1)本发明能够在CVT运行过程中检测其运行参数，及时发现故障；
(2)本发明能够在线检测多个运行参数如：介损、角差、比差等；
(3)本发明能够根据CVT参数在线评估CVT运行状态。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明流程图。
图3为本发明三相数据向量化后示意图。
图4为本发明三相数据向量分析示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种CVT状态在线测试***，包括零磁通CT、标准PT、电流采集装置、第一电压采集装置、第二电压采集装置和中央处理器；所述零磁通CT一端连接待测CVT，另一端连接电流采集装置，电流采集装置还连接到中央处理器；所述第一电压采集装置一端连接待测CVT，另一端连接中央处理器；所述第二电压采集装置一端连接标准PT，另一端连接中央处理器；通过零磁通CT采集泄露电流，将一次接地电流转换为小信号电流，并通过电流采集装置将小电流信号转换为数字量信号包括电流幅值、电流频率和电流相位；通过第一电压采集装置采集CVT二次电压，并且将电压装换为数字量信号包括电压幅值、电压频率和电压相位；通过第二电压采集装置采集标准PT二次电压，并且将电压转换为数字量信号包括电压幅值、电压频率和电压相位。
进一步的，还包括有同步对时***；同步对时***一端连接中央处理器，另一端同时连接第一电压采集装置和第二电压采集装置；电压信号经过同步对时***同步采集，保证信号采集的同步性。
电容的介损角δ为泄露电流I与标准PT二次电压U夹角的余角；根据泄露电流与标准PT二次电压的相位角可得CVT主电容的介损值tanδ。
根据电路定理可得：
式中：为泄露电流值，|I|为泄露电流有效值，ω为***角频率，C为CVT主电容电容值，R为等效电容泄露电阻，为标准PT测得的***电压；
由上式可以推导得出CVT主电容电容值：
CVT二次电压比差为CVT二次电压与标准PT二次电压的幅值之比；CVT二次电压角差为CVT二次电压与标准PT二次电压的相位比。
根据一种CVT状态在线测试***测得泄露电流、CVT二次电压和标准PT二次电压，将这些参数发送到中央处理器，中央处理器对上述参数进行计算得到CVT二次电压角差、CVT二次电压比差、CVT主电容电容值和CVT主电容介质损耗参数。
一种CVT状态在线评估方法，依次包括以下步骤：
参数获取：获取CVT二次电压角差、CVT二次电压比差、CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗值；
判断数据是否超过阈值；
数据加权：CVT主电容容值和CVT介质损耗值超过告警阈值时，加入其变化量增加其权重，权重为自身；CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗值未超过阈值的数据权重为1；CVT二次电压角差和CVT二次电压比差，数据权重取一定值；
定量评估：根据实验数据将数据进行定量化，确定定量评估值和评估值相位；
估值分析：根据定量值的大小判断是否正常，根据评估值相位确认故障相位。
进一步的，定量评估之前采用比相算法将数据向量化；可以排除异相干扰带来的影响。
进一步的，超过阈值的参数通过比相算法将数据向量化，然后与经过加权计算的数据共同进行定量评估；更加进一步的排除***带来的干扰。
进一步的，所述数据加权算法如下：
测量的参数以告警阈值为基准，取其相对值；设基本参数集为A＝{a1,a2,a3……an}，将其中的>1的值取平方后与余下值求取平均数；当参数元数大于告警阈值时，加入其变化量增加其权重，即权重为自身。
进一步的，所述CVT二次电压角差和CVT二次电压比差的数据权重为0.8。
根据比相算法排除异相干扰的具体算法如下：
根据得到的CVT二次电压角差、CVT二次电压比差、CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗参数，对于电网固定的电压间隔得到以下数据：
其中A相为某一电压时刻，B相与A相具有一固定电压间隔，B相和C相之间也具有相同的电压间隔。
将上述数据分别用相应符号表示得到：
将上述数据如图3所示，将平面分为三块区域：分别为A相区、B相区和C相区；将测得的三相参数进行以下转换，以CVT介损值为例：
tanδΣ＝tanδa+tanδb*ej240+tanδc*ej120
如果介损值由***引起，则tanδa＝tanδb＝tanδc，tanδΣ＝0；
若其中一相介损值变大，而其它两相介损值变化不大，即tanδa>tanδb＝tanδc，则tanδΣ为一定值，且tanδΣ相角-60<arg(tanδΣ)<60，即落于A区，如图所示，从而达到排除异相干扰的目的，其它参数也采用相同的方法进行处理。
评估方法采用matlab语言实现：
具体过程如下所示：
上述流程用matlab语言实现如下：
其中矩阵CVTA(矩阵中所有元素均为对告警阈值的相对值)：
其中矩阵dCVT(矩阵中所有元素均为对告警阈值的相对值)
比相矩阵SelPha:
加权矩阵Wei:
A＝cels(4,3)；％
B＝cels(4,3)；
Eval＝cels(4,3)；
C＝cels(4,3)；
D＝cels(4,3)；
A＝CVTA；
A(A>1)＝0；％％将大于基准值的元素置零
B＝CVTA-A；％％提出大于基准值的元素
B＝B.^2；％％将大于基准值的元素平方
C＝A+B；％％矩阵中大于1的值进行平方
C＝Wei*C％％对其中角差与比差加权
C＝C*SelPha％％比相
Eval＝mean(C(:))％％所有元素平均值
D＝CVTA；
D(D<＝1)＝0；％％将小于等于基准值的元素置零
I＝all(D,2)；
D(I,:)＝[]；去掉零值行，生成新矩阵；
D＝D*SelPha％％比相
Eval＝Eval+mean(D(:))％％评估定量值
Evalue＝abs(Eval)；
Pha＝angle(Eval)；
If Evalue>Ewarm％％是否超过设定值
Warming＝1％％超过报警值
Else
Warming＝0
If Pha>＝-π/3&&Pha<π/3％％故障相别
Ph＝”A”；
Else If Pha>＝π/3&&Pha<π
Ph＝”C”；
Else
Ph＝”B”；
本发明可以在线监测CVT二次角差、CVT二次比差、CVT主电容电容值和CVT介质损耗参数，并且可以通过上述参数综合评估CVT运行状态。

Claims (3)

1.一种CVT状态在线评估方法，CVT状态在线测试***，包括零磁通CT、标准PT、电流采集装置、第一电压采集装置、第二电压采集装置和中央处理器；所述零磁通CT一端连接待测CVT，另一端连接电流采集装置，电流采集装置还连接到中央处理器；所述第一电压采集装置一端连接待测CVT，另一端连接中央处理器；所述第二电压采集装置一端连接标准PT，另一端连接中央处理器；
其特征在于：依次包括以下步骤：
参数获取：获取CVT二次电压角差、CVT二次电压比差、CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗值；
判断数据是否超过阈值；
数据加权：CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗值超过告警阈值时，加入其变化量增加其权重，权重为自身；CVT主电容容值和CVT主电容介质损耗值未超过阈值的数据权重为1；CVT二次电压角差和CVT二次电压比差，数据权重取一定值；
所述数据加权算法如下：
测量的参数以告警阈值为基准，取其相对值；设基本参数集为A＝{a1,a2,a3……an}，将其中的>1的值取平方后与余下值求取平均数；当参数元数大于告警阈值时，加入其变化量增加其权重，即权重为自身；
采用比相算法将数据向量化；
定量评估：根据实验数据将数据进行定量化，确定定量评估值和评估值相位；
估值分析：根据定量评估值的大小判断是否正常，根据评估值相位确认故障相位。
2.根据权利要求1所述的一种CVT在线评估方法，其特征在于：超过阈值的参数通过比相算法将数据向量化，然后与经过加权计算的数据共同进行定量评估。
3.根据权利要求1所述的一种CVT在线评估算法，其特征在于：所述CVT二次电压角差和CVT二次电压比差的数据权重为0.8。
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