[发明专利]基于形态学和3σ准则的电容器介质损耗角在线监测方法

说明书

本发明涉及一种基于形态学和3σ准则的电容器介质损耗角在线监测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、根据监测点的电压和电流的夹角θ计算tanθ，以便通过tanθ的变化判断电容器介质损耗角δ的变化；步骤2、使用数学形态学对步骤1计算得出的tanθ进行滤波；步骤3、对滤波处理后tanθ的进行电容器介质损耗角突变判断，当监测数据超出该范围时，则发出预警，使得工作人员采取合理的措施，防止意外事故的发生。本发明采用测得的支路监测点的电流和电压值和相角，间接监测电容器的介质损耗角，监测结果准确可靠。

技术领域

本发明属于电力设备在线监测技术领域，涉及电容器介质损耗角在线监测方法，尤其是一种基于形态学和3σ准则的电容器介质损耗角在线监测方法。

背景技术

电容器是最典型的容性设备，其应用范围很广阔，工作状态对电力系统至关重要。及早地发现设备故障，减小过度维修和过少维修，减小人员工作强度，提高设备工作安全，对电力系统有着很深远的意义。因此，对电力系统设备进行实时在线监测就很重要了。在线监测有一个很大的特点，就是数据量大，现场干扰因素很多，如环境温度、湿度、电压波动等因素都会对测量结果产生干扰。

目前存在的方法有53H滤波，小波分析、综合相对测量法，自回归模型，粗糙集。虽然数学形态学滤波也有应用，但补偿电容器(包括静态补偿电容器和动态补偿电容器)在现场运行一般都会串联电感器，这些方法只是提及对介质损耗角的滤波处理，未提及在实际应用中如何对电容器进行在线监测。因此，能否实现电容器介质损耗角在线监测是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、方便实用且监测结果可靠性强的基于形态学和3σ准则的电容器介质损耗角在线监测方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于形态学和3σ准则的电容器介质损耗角在线监测方法，包括以下步骤：

步骤1、根据监测点的电压和电流的夹角θ计算tanθ，以便通过tanθ的变化判断电容器介质损耗角δ的变化；

步骤2、使用数学形态学对步骤1计算得出的tanθ进行滤波；

步骤3、对滤波处理后tanθ的进行电容器介质损耗角突变判断，当监测数据超出3σ准则的范围时，则发出预警，使得工作人员采取合理的措施，防止意外事故的发生。

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)假设监测点的电压、电流相位差为θ，补偿电容器的电抗率是K，电抗器品质因素是Q；

(2)计算总阻抗为：

则

(3)令即wL＝QR_L，则

(4)又则有

(5)电抗率则有

(6)代入tanθ已求得的可以得出

由于tan²δ数值相对较小，可以化简为

变形可得

由式(9)可以看出，可以通过监测点的电压电流计算出的tanθ，通过监测tanθ的变化而间接监测电容器的介质损耗角δ的变化。

而且，所述步骤2的具体方法为：