[发明专利]一种交流线路交流避雷器带电检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种交流线路交流避雷器带电检测系统，其包括高压交流母线、杆塔、交流避雷器、母线电压互感器、电流采样模块、电压采样模块、交流线路电阻测量模块、母线电流互感器以及处理模块，处理模块接收电流采样模块、电压采样模块分别通过交流避雷器、母线电压互感器、母线电流互感器提取的电流数据序列、电压数据序列以及母线电流数据序列和交流线路电阻测量模块的交流线路电流值并对它们进行计算，以判定交流避雷器的可靠性。本发明还公开了一种采用上述带电检测系统进行可靠性检测的方法。本发明减少了老化受潮等因素对交流避雷器的不利影响，提高了交流系统运行的安全性。

主权项

一种交流线路交流避雷器带电检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1、通过交流导线阻抗参数测量模块进行交流线路电压向量和电流向量的测量，并计算交流导线阻抗参数，所述交流导线阻抗参数为高压交流母线和电流信号测量点之间的交流线路的阻抗参数；所述电流信号测量点为位于杆塔侧的交流避雷器的一次侧连接在交流线路上的接点；所述交流导线包括A相导线、B相导线和C相导线，其中，A相导线、B相导线和C相导线分别与高压交流母线形成的断合点分别记为D点、E点和F点，交流避雷器的一次侧与交流导线形成的电流信号测量点分别位于A相导线、B相导线和C相导线上的X点、Y点和Z点；所述A相导线、B相导线和C相导线与高压交流母线之间的断合处分别设有开关K1、开关K2和开关K3，所述X点、Y点和Z点与杆塔之间的交流导线上分别设有开关K4、开关K5和开关K6；所述交流导线阻抗参数测量模块包括测量电源、电流测量装置、电压测量装置、接地装置；其中，测量电源的三相输出端通过三相引线分别连接至D点、E点和F点，所述三相引线上连接有电流测量装置和电压测量装置；所述接地装置包括开关K7、开关K8、开关K9和K10，所述开关K9、开关K8、开关K7的一端分别连接至X点、Y点和Z点，三者的另一端均通过开关K10接地；所述步骤1包括以下步骤：步骤11、断开开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9和K10，通过电流测量装置获取电流向量通过电压测量装置获取电压向量根据式(1)计算此时阻抗Z1：Z1=U·1I·1---(1)]]>步骤12、断开开关K1、K2、K3、K4、K5和K6，闭合开关K7、K8、K9和K10，通过电流测量装置获取电流向量通过电压测量装置获取电压向量根据式(2)计算此时阻抗Z0：Z0=U·0I·0---(2);]]>步骤2、将第一电流传感器的采样探头从交流避雷器的接地回路采取交流电流信号，经过模数转换后，形成电流数据序列I(k)；将电压传感器的采样探头从母线电压互感器二次侧采取交流电压输出信号，经过模数转换后，形成电压数据序列U(k)；将第二电流传感器的采样探头从母线电流互感器二次侧采取母线交流电流信号，经过模数转换后，形成母线电流数据序列I1(k)；第一电流传感器的采样探头、第二电流传感器的采样探头以及电压传感器的采样探头的采样频率均为500Hz，三者的采样点数均为500，其中，k的取值为0，1，2…499；步骤3、通过式(3)‑(5)，分别对所述电流数据序列I(k)、电压数据序列U(k)、母线电流数据序列I1(k)分别整理，形成新的电流数据序列I0(k)、电压数据序列U0(k)及母线电流数据序列I0(k)=Σn=0499I(n)e-j2πk500---(3)]]>U0(k)=Σn=0499U(n)e-j2πk500---(4)]]>I01(k)=Σn=0499I1(n)e-j2πk500---(5)]]>步骤4、式(4)中的电压数据序列U0(k)为高压交流母线侧的电压值，需要换算成杆塔侧的交流线路避雷器电压值，换算公式如式(6)所示：U0′(k)=U0(k)Z0/Z1250+I01(k)Z0Z1sinh(coth-1Z0/Z1)250---(6)]]>式(6)中，sinh为双曲正弦函数，coth‑1为双曲余弦的反函数；步骤5、基于式(2)‑(6)，提取交流避雷器的50Hz，100Hz，150Hz，200Hz，250Hz，300Hz，350Hz，400Hz，450Hz的阻抗值和角度，分别如式(7)和式(8)所示：Zl=((Re(U0′(l)))2+(Im(U0′(l)))2)12*ejarctan(Im(U0′(l))Re(U0′(l)))((Re(I0(l)))2+(Im(I0(l)))2)12*ejarctan(Im(I0(l))Re(I0(l)))---(7)]]>θl=arctan(Im(I0(l))Re(I0(l)))---(8)]]>式(7)和式(8)中，l分别取50、100、150、200、250、300、350、400和450Hz；步骤6、判定交流避雷器的可靠性，判定的方法：当满足下列条件之一时，停电更换所述交流避雷器：50Hz的电流值I0(50)大于50mA；相邻两次带电检测间交流避雷器的50Hz的阻抗值Z50的变化率大于100％；当满足下列条件之一时，缩减交流避雷器相邻二次带电检测的周期以加强监测：相邻两次带电检测间交流避雷器的50Hz的阻抗值Z50的变化率大于50％且小于70％；相邻两次带电检测间50Hz、100Hz、150Hz、200Hz、250Hz、300Hz、350Hz、400Hz和450Hz的角度的变化均大于10°。