[发明专利]基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法及系统有效
申请号: | 202110162487.3 | 申请日: | 2021-02-05 |
公开(公告)号: | CN112946523B | 公开(公告)日: | 2022-07-12 |
发明(设计)人: | 张波;林磊;王坚俊;董建新;黄陆明;杨杰;邹晖;胡俊华;詹江杨;赵启承;周金辉;席钰佳;郑文棋;程兴民;王鑫;周阳洋;章建欢;严朝阳;李伟勇;陈锋;齐浩 | 申请(专利权)人: | 国网浙江省电力有限公司检修分公司;西安交通大学 |
主分类号: | G01R31/52 | 分类号: | G01R31/52 |
代理公司: | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人: | 李红霖 |
地址: | 310000 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 电感 振荡 特性 串联 电抗 电弧 性匝间 短路 故障 识别 方法 系统 | ||
1.基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,包括如下过程:
实时地采集串抗母线电压和串抗支路电流并进行降噪处理;
构建基于时变电感的串抗支路电路方程,基于降噪处理后的串抗母线电压和串抗支路电流,根据正常状态下的串抗电感值与电容器电容值,计算实时的串联电抗器的电感值序列;
构建串抗电弧性匝间短路故障识别判据,根据实时的串联电抗器的电感值序列是否满足电弧性匝间短路故障识别判据,来确定是否发生了匝间短路故障;
基于时变电感的串抗支路电路方程如下:
式中,x代表电感的各相,电感的各相分别为A相、B相和C相,L'表示时变电感,C为正常工况下的并联电容器电容值,ux为x相串抗支路相电压,ix为x相串抗支路相电流,u0为中性点电压,t为时间,R为串抗支路的等效电阻值。
2.根据权利要求1所述的基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,串抗母线电压和串抗支路电流分别利用小波阈值降噪处理的方法进行降噪处理。
3.根据权利要求1或2所述的基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,对采集到的串抗母线电压二次侧的数据乘上电压互感器的变比,得到一次侧的电压数据,对采集到的串抗支路电流二次侧的数据乘上电流互感器的变比,得到一次侧的电流数据,然后再进行降噪处理。
4.根据权利要求2所述的基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,进行降噪处理时,小波基函数选择为Db8,小波变换多尺度分解层数设置为3或者4。
5.根据权利要求1所述的基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,计算实时的各相串抗电感值时,根据微分方程的数值算法,设置基于时变电感的串抗支路电路方程的计算初始值为正常工况下的串抗电感值,计算得到串联电抗器的电感值序列。
6.根据权利要求1所述的基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,构建串抗电弧性匝间短路故障识别判据,根据计算出的实时的串联电抗器的电感值序列是否满足电弧性匝间短路故障识别判据,来确定是否发生了匝间短路故障的过程包括:
对计算出的实时的串联电抗器的电感值序列进行FFT变换,获得电感的频谱信息;
所述电感的频谱信息包含100Hz含量,当串抗电感值频谱中的100Hz含量超过预设值时,判断发生了匝间短路故障,否则判断未发生匝间短路故障。
7.根据权利要求6所述的基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,当串抗电感值频谱中的100Hz含量超过5%时,判断发生了匝间短路故障;当串抗电感值频谱中的100Hz含量不超过5%时,判断未发生匝间短路故障。
8.根据权利要求6所述的基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法,其特征在于,对计算出的实时的串联电抗器的电感值序列进行FFT变换时,对计算出的实时的串联电抗器的电感值序列进行整数周期截断。
9.用于实现权利要求1-8任意一项所述基于电感振荡特性的串联电抗器电弧性匝间短路故障识别方法的系统,其特征在于,包括:
数据采集模块:用于实时地采集串抗母线电压和串抗支路电流并进行降噪处理;
数据处理模块:用于构建基于时变电感的串抗支路电路方程,基于降噪处理后的串抗母线电压和串抗支路电流,根据正常状态下的串抗电感值与电容器电容值,计算实时的串联电抗器的电感值序列;
判断模块:用于构建串抗电弧性匝间短路故障识别判据,根据实时的串联电抗器的电感值序列是否满足电弧性匝间短路故障识别判据,来确定是否发生了匝间短路故障。
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