[發明專利]一種氧化鋅避雷器阻性電流基波測量方法

在審

• 申請號: 201510331313.X
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104865438A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 傅中君;王建宇;歐云;趙小榮;陳丹
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及一種電力系統氧化鋅避雷器阻性電流基波測量方法及系統。

背景技術

避雷器是電力系統一種重要的過電壓保護電器，擔負著限制雷電過電壓和操作過電壓的雙重保護任務，其正常運行對保證電氣設備的安全運行和電力系統的安全供電起著重要作用。以氧化鋅為閥片原料的無間隙氧化物避雷器(MetalOxide?Surge?Arrester，簡稱MOA)具有優越的保護性能，并且性能穩定，抗老化能力強，能適應嚴重污染和高海拔地區以及GIS等多種特殊需要，已經成為電力系統安全運行的重要的過電壓保護設備。

測量MOA阻性泄漏電流比較精確的一種常用方法就是電壓投影法，基本原理就是從被測MOA中取總電流信號，再取一個與被測MOA兩端電壓同相的電壓信號，總電流在電壓矢量上的投影，即是MOA的阻性電流。

在現場測量時，經常選擇電壓互感器的電壓作為參考相位，測量流過MOA的泄漏電流I_X和泄漏電流與施加在避雷器兩端電壓之間的角度差Ф，根據公式I_R＝I_XCos(Ф)計算泄漏電流在避雷器兩端電壓上的投影，即可求得泄漏電流的阻性分量I_R和泄漏電流I_X。

在正弦交流電壓作用下，由于閥片的非線性特點而使阻性電流分量含有基波和高次諧波分量。從電路理論和三角函數的正交性質可知只有同頻的電壓和電流才能消耗功率，不同頻率的電壓和電流不會消耗功率。因此，使閥片發熱做功的僅是阻性電流I_R中的基波分量I_R1，不同避雷器的I_R盡管相同，但若I_R1不同，其發熱情況也就不同，故實際上I_R1才是MOA劣化的關鍵指標。另外，?當電網中含有諧波時，會從幅值和相位兩方面影響阻性電流測量值，故諧波狀況不同，阻性電流(峰值)的測量結果會相差很甚大，如果只檢測I_R1，則可避免諧波對測量的影響，即不論電網電壓所含諧波量如何，I_R1總是一定值。為此，可采用全數字化測量和諧波分析技術從總泄露電流中分離出I_R1，同時也可用軟件計算出由于相間雜散電容的耦合，造成兩個邊相避雷器底部泄露電流相位發生變化的相移角，以便進行修正。

工程應用時，測量氧化鋅避雷器阻性電流基波需要測量母線電壓互感器PT的電壓信號和氧化鋅避雷器的泄漏電流信號，這時采用常規的方法進行測量，拖線長，信號易損耗和被干擾，并且工程施工較為復雜。

發明內容

本發明的目的是提供一種適于遠程、且非同步的氧化鋅避雷器阻性電流基波測量方法及系統。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種氧化鋅避雷器阻性電流基波測量方法，包括：獲得氧化鋅避雷器的泄漏電流信號與市電參考信號的第一相位差，以及PT設備的電壓信號與市電參考信號的第二相位差，且通過第一、第二相位差獲得泄漏電流信號與電壓信號的相位差，并根據該相位差獲得氧化鋅避雷器的阻性電流基波。

進一步，所述第一、第二相位差的獲取方法相同，即通過等間隔同步采樣的方式分別獲取泄漏電流信號、市電參考信號的N個采樣數據，然后對相應N個采樣數據分別通過諧波分析方法分別獲取泄漏電流信號、市電參考信號的基波諧相角，且兩基波諧相角的差值即為第一相位差。

進一步，所述等間隔同步采樣的方式，即在一個周期內分別對被測信號、?市電信號進行同步采樣，獲得所述N個采樣數據，且采樣頻率為fs＝Nf，其中N≥64。

又一方面，為了解決同樣的技術問題，本發明還提供了一種遠程非同步的氧化鋅避雷器阻性電流基波測量系統。

本氧化鋅避雷器阻性電流基波測量系統，包括：電路結構、且功能相同的第一、第二雙通道測量單元，所述第一、第二雙通道測量單元適于分別獲取氧化鋅避雷器的泄漏電流信號、PT設備的電壓信號分別與市電參考信號的第一、第二相位差，且將第一、第二相位差發送至主處理器模塊，以獲得泄漏電流信號與電壓信號的相位差，并根據該相位差獲得氧化鋅避雷器的阻性電流基波。