[发明专利]一种过电压在线监测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在线监测电网过电压的方法及监测装置，属监测技术领域。

背景技术

随着电力系统的迅速发展，过电压对电网安全的影响越来越受到人们的重视。近年来，电网的电气设备绝缘事故时有发生，而且引发事故的原因难以直接查明，只有采用有效的在线监测方法，在过电压发生时完整准确地记录故障过电压的波形和各种参数，才能为了解事故发生前后过电压的情况和发生过程中对电网电压的影响提供准确资料，并为技术人员分析事故原因提供可靠依据。

目前，现有的过电压在线监测方法就其原理来说有三种，一是通过电站本身的电压互感器(简称PT)二次端口提取的电压信号作为过电压数据；二是对于10kV和35kV配电网直接在电站母线上装设电容分压器测量过电压；三是对于110kV及以上的电网采用高压容性设备套管末屏接电容组成电容分压器获取电压信号。这三种方法均存在明显缺点：对于第一种监测装置来说，由于PT在过电压的高频信号作用下呈现的饱和特性(非线性)与频关效应，二次端口提取的电压信号严重失真，不能直接使用，否则失真严重。第二种和第三种尽管可以真实再现一次系统的过电压，但由于它所采用的分压器直接接到一次母线或容性设备接地端，因而现场改动大，施工困难，并且分压器本身的故障也会对电站带来诸多不利影响。另外，第二种和第三种监测方法还需要使用通信装置，将过电压信号发送到控制室。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能方便地获取电网中的高保真过电压信号的过电压在线监测方法；本发明还同时给出了该监测方法所使用的监测装置。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种过电压在线监测方法，它由依次连接的电压互感器、信号调理保护电路、数据采集卡以及工控机构成硬件系统，由工控机通过数据采集卡实时采集电压互感器二次侧的过电压信号，然后根据电压互感器、信号调理保护电路的电压传递函数，结合电压互感器的饱和特性，进行快速反演还原计算，获得电压互感器一次侧电压波形，最后通过与数据库中存储的各种类型的过电压特征进行比较，判别过电压的类型。

上述过电压在线监测方法，具体采用以下步骤：

a.工控机通过数据采集卡实时采集经信号调理保护电路处理后的电压互感器二次侧的过电压信号v₄(t)；

b.根据电压互感器、信号调理保护电路的电压传递函数，由下式反演计算不考虑电压互感器饱和特性情况下、电压互感器一次侧的时域过电压信号：

v1(t)=∫T∞v4(t-u)[cie-αi(u-T)+dδ(u-T)+eδ′(u-T)]du]]>

其中，v₁(t)是未考虑PT饱和特性的高压侧母线电压的线性计算结果；v₄(t)是电容分压器低压侧的时域电压信号；c_i为数值拟合的极点；α_i为留数；d和e为常数；δ是冲击函数；δ′是冲击函数的导数；u是积分变量；T是积分起始时刻；