[发明专利]电力设备在线监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，特别涉及一种电力设备在线监测方法及装置。

背景技术

对电力设备进行在线监测(带电测试)是实现设备预知性维修的前提，是保证电力设备安全运行的关键。

电力系统中的高压电力设备，若按照其绝缘结构来分类，则电容型绝缘结构的设备占了多数。包括电力电容器、电容式高压套管、电容式绝缘电压互感器、电容式绝缘电流互感器、耦合电容器等。对电容型绝缘的设备可通过监测介电特性来发现尚处于早期发展阶段的缺陷，而反映介电特性的参数有介质损耗角tanδ、电容值C和泄漏电流I，因此对于电力设备的在线监测就是需要检测这些介电特性。

现有在线测量装置测量介电特性的方法主要是相位差法，其原理如图1所示，电容电压信号Ux通过电压互感器的输出，再经过分压电阻R1和R2降压后，通过电压信号传输电缆传输到位于被测设备附近的在线测量装置中；被测设备的电容电流信号Ix通过电流互感器的输出后，通过电缆传输到在线测量装置中；电压预处理模块101对输入的电压信号进行低通滤波、放大、整形等处理后得到电压参考信号，并输入测量计算模块103；电流信号预处理模块102对输入的电流信号进行低通滤波、放大、整形等处理后得到电流参考信号，并输入测量计算模块103；测量计算模块103根据得到的电流参考信号和电压参考信号既可测量出电流参考信号和电压参考信号之间的相位差Φ；之后，就可根据介损角计算公式δ＝0.5π-Φ计算出介损角δ。测量计算模块103根据电流参考信号I和电压参考信号U的幅值，既可计算出电容值C，而泄露电流则可以直接通过电流互感器输出的电流测出，即等于电流互感器输出的电流信号的幅值。

虽然现有的相位差法可以实现电力设备的在线监测，但是由于电压互感器距离被测设备可能有几十米甚至几百米，导致传输电压信号的电缆长度过长。而电缆长度过长将大大增加电压信号的误差，从而增加计算出的介损角δ的测量误差，且使用极其不方便；另外，较长的电缆现无疑又增加了造成电压互感器输出短路的风险。

发明内容

本发明实施例提供一种电力设备在线监测方法，能够实现电力设备的远程在线监测，减少电力设备介电特性的测量误差。

本发明实施例提供一种电力设备在线监测装置，能够实现电力设备的远程在线监测，减少电力设备介电特性的测量误差。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种电力设备在线监测方法方法，该方法包括：

根据全球同步时钟秒脉冲信号测量位于被测设备远端的电压互感器输出的电压信号及其与所述秒脉冲信号之间的电压相位差；根据所述秒脉冲信号测量位于被测设备近端的电流互感器输出的电流信号及其与所述秒脉冲信号之间的电流相位差；

通过无线数据传输方式获取所述测量出的电压相位差和电压信号，并根据所述电流信号、电压信号、电压相位差和电流相位差，计算被测设备的介电特性参数。

较佳地，所述全球同步时钟秒脉冲信号包括：

美国GPS全球同步时钟秒脉冲信号、中国北斗全球同步时钟秒脉冲信号、俄罗斯GLONASS全球同步时钟秒脉冲信号，或欧洲伽利略全球同步时钟秒脉冲信号。

较佳地，所述无线数据传输方式包括：WIFI、GPRS或3G。

较佳地，所述根据电流信号、电压信号电压相位差和电流相位差计算被测设备的介电特性参数，包括：

介损角δ＝0.5π-Φ；其中，电流信号与电压信号的相位差Φ＝所述电流相位差Φ_I-所述电压相位差Φ_U；

泄漏电流＝所述电流信号的幅值I；

电容C＝I/2πfU；其中，I为所述电流信号的幅值，U为所述电压信号的幅值。

一种电力设备在线监测装置，该装置包括：

电压测量模块，连接位于被测设备远端的电压互感器的输出，用于通过全球同步时钟信号接收天线获取全球同步时钟秒脉冲信号，作为电压信号相位参考信号，测量所述电压互感器输出的电压信号及其与所述秒脉冲信号之间的电压相位差；并将所述电压相位差和电压信号通过无线数据传输天线，以无线方式发送给数据处理模块；

电流测量模块，连接位于被测设备近端的电流互感器的输出，用于通过全球同步时钟信号接收天线获取全球同步时钟秒脉冲信号，作为电流信号相位参考信号，测量所述电流互感器输出的电流信号及其与全球同步时钟秒脉冲信号之间的电流相位差；并将所述电流相位差和电流信号发送给数据处理模块；