[發(fā)明專利]一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410798014.2
• 申請(qǐng)日: 2014-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN104459280A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊仲江;曹洪亮;周中山;李鵬飛;陳則煌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01R31/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

1.一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法，該方法包括以下步驟：

第一步，

通過互感器或電容分壓器獲取施加在待測(cè)MOA上的電壓信號(hào)u(t)，將獲得的電壓信號(hào)u(t)施加在已知電容C₂上；利用穿心式電流傳感器或串入式電流傳感器分別獲取通過已知電容C₂的容性電流i_C2和通過待測(cè)MOA的泄漏電流信號(hào)i(t)，根據(jù)阻性電流和容性電流正交原理可知存在式(1)關(guān)系：

∫0TiC2(t)i(t)dt=∫0TiC2(t)[ir(t)+C1C2iC2(t)]dt=C1C2∫0TiC22(t)dt---(1)]]>

因此，通過式(1)可推導(dǎo)出式(2)，將已知電容C2、通過C2的容性電流i_C2以及通過MOA的泄漏電流i(t)，求出MOA真實(shí)的晶界電容值C₁，

C1=C2∫0TiC2(t)i(t)dt∫0TiC22(t)dt---(2)]]>

通過MOA的容性電流i_C1可用式(3)表示如下：

iC1=C1C2iC2---(3)]]>

第二步，

將MOA非線性電阻中產(chǎn)生基波阻性電流部分等效為線性電阻R₁，其余部分等效為非線性電阻R₂；

MOA等效電阻R₁可通過式(4)進(jìn)行計(jì)算：

R1=u1/(ir1-ΣIMX12)---(4)]]>

式(4)中i_r1為基波阻性電流，I_Mx1為x次諧波在基波處的阻性電流的幅值，u₁為電網(wǎng)電壓中基波電壓；

基波阻性電流i_r1求解如下：通過可編程陣列實(shí)現(xiàn)FFT算法，利用FFT算法對(duì)待測(cè)MOA產(chǎn)生的泄漏電流i(t)進(jìn)行分解，計(jì)算出基波電流i_x1和基波電流相位θ；由于基波電流i_x1、基波電流相位θ和基波阻性電流i_r1存在如下相位關(guān)系，通過式(5)可求解出基波阻性電流i_r1；

i_r1＝i_x1?cosθ??????????????????(5)

x次諧波在基波處的阻性電流的幅值I_Mx1求解如下：使用FFT算法對(duì)施加于MOA兩端的電壓u(t)進(jìn)行分解，可計(jì)算出電網(wǎng)電壓中諧波電壓u_x和基波電壓u₁；

將諧波電壓u_x帶入伏安特性的MOA閥片模型中，可計(jì)算出電網(wǎng)電壓中x次諧波電壓產(chǎn)生的阻性電流成分，如公式(6)所示：

i_r(x)＝tan(u_x)/k?x＝3,5,7…??????????????(6)

式(6)中，k為避雷器自身特性決定常數(shù)；u_x為電網(wǎng)電壓中諧波電壓,i_r(x)為電網(wǎng)電壓中x次諧波電壓產(chǎn)生的阻性電流；

對(duì)i_r(x)進(jìn)行快速傅立葉運(yùn)算，其運(yùn)算見公式(7)和公式(8)：

ir(x)=a02+Σn=1∞(ancosnx+bnsinnx)---(7)]]>

axn=1π∫-ππir(x)cosnxd(x)bxn=1π∫-ππir(x)sinnxd(x)---(8)]]>

公式(7)和(8)中，n為電網(wǎng)頻率的倍數(shù)，通過公式(8)可以計(jì)算出：x次諧波電壓在基波(即n＝1)處的阻性電流幅值I_Mx1，其可表示為公式(9)：

IMX1=a2x1+b2x1,x=3,5,7...(9)]]>

式(9)中，x為諧波電壓的次數(shù)；

第三步，

去除諧波電壓在等效電阻上產(chǎn)生的阻性電流后的待測(cè)MOA阻性電流i_r”表示如下：

i_r″＝i(t)-i_C1-i_r'????????????????????(10)

式(10)中，i(t)為MOA泄漏電流，i_C1為MOA產(chǎn)生的容性電流；

諧波電壓u_x在等效線性電阻R1上產(chǎn)生的阻性電流ir’，可由式(11)求解如下：

ir'=Σxux/R1,x=3,5,7...(11)]]>

對(duì)求得的阻性電流i_r”進(jìn)行FFT算法運(yùn)算后，即可求i_1r和i_3r，從而對(duì)MOA實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。