[发明专利]高压电力容性设备介质损耗在线监测方法及监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，特别涉及一种用于高压电力容性设备的绝缘在线监测的高压电力容性设备介质损耗在线监测方法。本发明还涉及一种高压电力容性设备介质损耗在线监测系统。

背景技术

电力行业中，高压设备绝大多数的故障表现为绝缘水平的下降，进而导致击穿，危害电网的安全稳定运行。高压设备中除输电线路以外，都为集中放置在变电站内，且其大部分也属于容性设备，数量众多，一旦发生问题将直接危害电网的安全与稳定。高压电力容性设备绝缘状况的监测主要是对其介质损耗因数tanδ、泄露电流Ip和电容量C的监测。介质损耗的测试原理为将被测对象的泄露电流信号Ip和其所承受的电压信号Up进行相位比较，从而得到设备的介质损耗因数tanδ。

现有的容性设备绝缘监测系统中，因高压容性设备的介质损耗因数通常非常小，又因为电压和泄露电流的采集点距离较远，因而监测系统需要产生非常精确的同步采样信号，且无延迟（或等延迟）的传送给各采样点，以便对所监测的所有高压容性设备的泄露电流和所承受的电压非常精确的进行同步采样，然后将每周波不少于200点的采样数据传送到控制系统，控制系统再依次运算得出各设备的泄露电流Ip的有效值、介质损耗因数tanδ、电容量C及电压有效值等。

在上述监测系统中，由于需要在泄露电流采集和电压采集间实现精确同步，若需采用光纤通信系统，需要精确控制所有通信通道的时延，技术难度高，而在每个数据采集点也需配备光端机，其成本很高。而且采用精确的同步采样，若使用卫星授时系统，在每个采集点也需要安装卫星时钟接收设备，同时随着监测点的增加，通信数据量及控制系统的运算处理量也会急剧增大，因此现有监测系统的成本也往往居高不下。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高压电力容性设备介质损耗在线监测方法，以减少监测中的通信数据量，避免使用有线通信及卫星授时的不足，降低监测成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高压电力容性设备介质损耗在线监测方法，其包括：

根据同步信号发生器的同步采样信号同步采集被测设备的泄露电流信号和经选定的参考电源的参考电压信号，获得被测设备的泄露电流信号的有效值I，以及所述泄露电流信号与所述参考电压信号间的电流相位差值Φi；

根据所述同步采样信号同步采集变压器PT输出端的电压信号和经选定的参考电源的参考电压信号，获得电网的电压信号的有效值U，以及所述电压信号与所述参考电压信号间的电压相位差值Φu；

控制模块通过无线通信模块获取泄露电流信号有效值I、电流相位差值Φi、电压信号有效值U及电压相位差值Φu，并根据所述泄露电流信号有效值I、电流相位差值Φi、电压信号有效值U和电压相位差值Φu计算被测设备的泄露电流Ip、介质损耗因数tanδ和电容量C，其中，

泄露电流Ip=I;

介损角δ=π/2-（Φi-Φu）；

电容量C=Ip/2πfU ,f为电网频率。

进一步的，所述同步信号发生器的同步采样信号采用无线通信模块传送。

进一步的，所述参考电源的电压为220V，为变电站内交流220V选定相，例如A相。

进一步的，所述泄露电流信号、电压信号及参考电压信号采用多周波高速采样。

相对于现有技术，本发明所述的具有以下优势：

（1）本发明所述的高压电力容性设备介质损耗在线监测方法，根据同步发生器产生的同步采样信号实现相关信号间的同步采样，相比于采用卫星时钟授时需增加时钟接收设备可大大降低成本，且本方法中采用引入变电站内遍布的参考电压信号的方法，降低了采样同步性要求，即电压采集模块和各电流采集模块内部同步采集信号即可，而各模块之间的采集同步性可降低要求，从而不必对各模块接收到同步信号的时差进行处理。且由于只需将信号有效值及相位差值进行传送，从而也可大幅度降低通信数据量，同时采用无线通信模块相较于光纤通信等有线通信方式也更为便利实施，也可降低监测系统的监测成本。

（2）同步采样信号也采用无线通信模块传送可彻底避免采用光纤等有线通信方式现场布线的弊端，采用多周波快速采用可确保采样结果的精确度。

（3）使参考电源的电压为220V可方便选用就近的电源点，而且利用220V电源信号作为参考电压信号，各装置内信号及需要采集的其它信号可以很好地同步，保证了同步的精度。尤其是各装置之间的同步信号可以放宽，即不需要所有的装置都绝对同步的开始采集信号，这样就可适应一定的通信延时，降低了技术的难度。