[發(fā)明專利]一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410798014.2
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104459280A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊仲江;曹洪亮;周中山;李鵬飛;陳則煌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: 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

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于電氣設(shè)備測試領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法。

背景技術(shù)：

金屬氧化物避雷器(metal?oxide?arrester,MOA)具有眾多的優(yōu)良特性，其在市場上已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的SiC避雷器，但同時其缺點和不足也日益暴露，MOA一般為在線工作，受外界因素影響(例如溫度，濕度等)會逐漸發(fā)生老化、劣化現(xiàn)象，最后徹底喪失保護作用甚至引起電網(wǎng)出現(xiàn)短路事故。而每年將電力電氣系統(tǒng)中MOA進(jìn)行斷電檢查是一項較為繁瑣的工作，因此，不利于及時有效的排除故障隱患，這嚴(yán)重阻礙了我國智能電網(wǎng)的發(fā)展，有必要對其運行情況進(jìn)行實時監(jiān)測和預(yù)判。MOA在線工作運行中，總泄漏電流會由于老化和受潮有一定增大，但增加不明顯。總泄漏電流中基波阻性電流(i_1r)和3次阻性電流(i_3r)會發(fā)生很大變化，因此，對避雷器進(jìn)行在線監(jiān)測時選i_1r和i_3r作為主要預(yù)判指標(biāo)比較適宜。但實際電網(wǎng)中存在諧波電壓干擾，i_3r隨諧波干擾電壓的幅值和初相角變化，呈現(xiàn)較大波動，因此，排除i_1r和i_3r中諧波干擾電壓產(chǎn)生的i_1r和i_3r成分，就可以較好的對MOA進(jìn)行在線監(jiān)測。

目前對容性電流算法研究較多，其中主要有以下兩種。專利基于容性電流補償法測量MOA阻性電流(CN102621371A)將外加電壓逆時針移相90°，利用容性電流與阻性電流的正交特性，排除全電流中的容性成分，就可以得到阻性電流。但并沒有考慮外加電壓中含有諧波成分時，諧波干擾電壓所產(chǎn)生的容性電流。一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法(CN101986164A)，將相同的電壓分別施加于1F電容和MOA上，其產(chǎn)生的容性電流為電容之比，可求出容性電流，進(jìn)而計算阻性電流。但該方法并未對i3r的組成進(jìn)行分析，使用該算法計算i_3r會隨著諧波電壓的變化而變化，因此會產(chǎn)生一定誤差。

發(fā)明內(nèi)容：

為解決上述方法存在的不足，本發(fā)明提出一種新的金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法，該方法更加有效的消除諧波電壓對阻性電流的影響，最終減小i_1r和i_3r誤差，從而更加準(zhǔn)確反映MOA運行情況，保證了電力電氣系統(tǒng)的安全運行。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

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：

本發(fā)明方法可以分列為以下三步：

1)通過互感器或電容分壓器獲取施加于MOA的電壓信號u(t)，并將其作用于已知電容C₂上。使用穿心式電流傳感器或串入式電流傳感器獲取MOA泄漏電流i(t)及已知電容C2上產(chǎn)生的容性電流i_C2，根據(jù)容性電流和阻性電流正交原理求解MOA晶界電容C₁及通過MOA產(chǎn)生的容性電流值ic₁。

2)將MOA非線性電阻中產(chǎn)生基波阻性電流的部分等效為線性電阻R1，其余部分等效為R2。利用MOA小電流區(qū)模型，借助FFT算法，去除諧波電壓產(chǎn)生的基波阻性電流成分，從而計算出較為精確的等效電阻R₁值。

3)使用容性電流與其電容成比例原理，求解出容性電流，并利用等效電阻R1去除諧波影響，進(jìn)而更加精確計算阻性電流(i_r)，再對i_r通過FFT算法，計算出i_1r和i_3r，最終實現(xiàn)對MOA在線監(jiān)測。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果：

本方法去除諧波電壓在等效電阻上產(chǎn)生的阻性電流后，計算出的基波阻性電流和三次諧波阻性電流對MOA的老化反應(yīng)更加精確。使用人員根據(jù)對對MOA性能需求，結(jié)合計算結(jié)果，可以準(zhǔn)確確定MOA的更換時間，做到對老化的MOA及時更換。

目前電力系統(tǒng)中關(guān)于MOA的故障檢測通常是每2年拆下避雷器進(jìn)行預(yù)防性試驗，由于避雷器眾多，因此需要耗費巨大的人力、物力和財力。使用本算法將不再需要對電路中避雷器每2年監(jiān)測，并可以及時有效的排除MOA故障隱患，提高的工作效率，減少MOA的更換次數(shù)，節(jié)約了經(jīng)費。對我國智能電網(wǎng)的防雷擊浪涌保護發(fā)揮重要作用。

附圖說明:

圖1是基波電流相位圖。

圖2是MOA電壓電流關(guān)系圖。

具體實施方式：