[發(fā)明專利]一種避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113064013A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方文田;李濤;陳曉彬;邢惜波;李旭宏;楊永輝;劉金龍;倪子濤;蔡偉賢;朱育釗;方逸越;林澤銳
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司;廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司揭陽供電局
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開了一種避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)。其中，避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法包括：基于環(huán)境濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)以及避雷器的表面狀態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建避雷器等效電容預(yù)測方程；獲取當(dāng)前的環(huán)境濕度、溫度以及避雷器當(dāng)前的表面狀態(tài)，并根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境濕度、溫度、表面狀態(tài)以及避雷器等效電容預(yù)測方程計(jì)算避雷器的等效電容；根據(jù)電壓互感器的電壓以及等效電容計(jì)算容性電流，獲取避雷器的泄露電流，根據(jù)泄露電流、容性電流計(jì)算避雷器的阻性電流，根據(jù)阻性電流判斷避雷器的狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及電網(wǎng)技術(shù)，尤其涉及一種避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氧化鋅避雷器是一種用來保護(hù)電力設(shè)備的裝置，氧化鋅避雷器電阻具有非線性特性，在正常電壓下流過避雷器的電流極小，而在過電壓下氧化鋅避雷器電阻迅速減小，能量得到快速釋放，起到了保護(hù)電力設(shè)備的作用。氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、通流能力強(qiáng)，在電力系統(tǒng)中受到了廣泛的應(yīng)用。

氧化鋅避雷器在運(yùn)行中會出現(xiàn)老化，受潮等情況，導(dǎo)致泄露電流增大、避雷器發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)避雷器會發(fā)生爆炸。因此，必須對氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。目前避雷器狀態(tài)監(jiān)測主要基于避雷器下方安裝的毫安表，根據(jù)毫安表測量的泄露電流的大小判斷避雷器狀態(tài)。泄露電流包含了流過避雷器等效電阻的阻性電流以及流過避雷器等效電容的容性電流，正常電壓下，阻性電流非常小，通常只占泄露電流不到10％，而反映避雷器狀態(tài)的卻是阻性電流，因此，實(shí)現(xiàn)避雷器阻性電流的測量是監(jiān)測避雷器狀態(tài)的關(guān)鍵，目前對氧化鋅避雷器阻性電流的計(jì)算主要有容性電流補(bǔ)償法、三次諧波法以及基波法。

容性電流補(bǔ)償法主要通過外部施加一個(gè)等幅反向的容性電流，抵消避雷器容性電流，從而得到阻性電流。該方法需要采集PT二次電壓信號，得到電壓信號的相位，把電壓相位超前90°就是容性電容相位，接著反復(fù)調(diào)節(jié)電流的大小，使得總泄露電流達(dá)到最小。當(dāng)泄露電流最小時(shí)，說明容性電流被完全補(bǔ)償?shù)袅耍Ｏ碌木褪亲栊噪娏鳌Ｔ摲椒ㄐ枰綍r(shí)鐘來同步采集電壓信號與泄露電流信號，且同步時(shí)鐘與信號采集設(shè)備的精度直接決定了該方法的精度。另外，電網(wǎng)諧波也會對該方法造成干擾。

三次諧波法的根據(jù)是DL/T987-2005標(biāo)準(zhǔn)提出的阻性電流基波與三次諧波存在數(shù)量關(guān)系，通過濾波得到三次諧波波形，進(jìn)而求得阻性電流。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于無需電壓參考信號，但同時(shí)局限性也十分明顯。首先，每個(gè)避雷器都存在差異，無法保證阻性電流基波與三次諧波存在固定的數(shù)量關(guān)系。其次，電網(wǎng)諧波含量也會對該方法產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。在諧波污染日益嚴(yán)重的背景下，電網(wǎng)三次諧波會嚴(yán)重干擾該方法的精度。

基波法利用的是基波電壓與泄露電流存在的相位差，根據(jù)此相位差實(shí)現(xiàn)阻性電流分解。該方法同容性電流補(bǔ)償法，需要引入同步相位的電壓信號，因此需要時(shí)鐘同步設(shè)備。其次，波形諧波含量也會對該方法的測量產(chǎn)生影響，因此對濾波裝置與算法的要求也比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)，以達(dá)到準(zhǔn)確判斷避雷器老化狀態(tài)的目的。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法，基于環(huán)境濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)以及避雷器的表面狀態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建避雷器等效電容預(yù)測方程；

獲取當(dāng)前的環(huán)境濕度、溫度以及所述避雷器當(dāng)前的表面狀態(tài)，并根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境濕度、溫度、表面狀態(tài)以及所述避雷器等效電容預(yù)測方程計(jì)算所述避雷器的等效電容；

根據(jù)電壓互感器的電壓以及所述等效電容計(jì)算容性電流，獲取所述避雷器的泄露電流，根據(jù)所述泄露電流、所述容性電流計(jì)算所述避雷器的阻性電流，根據(jù)所述阻性電流判斷所述避雷器的狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述避雷器等效電容預(yù)測方程為線性方程；

設(shè)定環(huán)境濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)以及表面狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過試驗(yàn)獲取指定環(huán)境濕度、溫度以及表面狀態(tài)下的等效電容值；

根據(jù)設(shè)定的環(huán)境濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、表面狀態(tài)數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的等效電容值求解所述線性方程中的系數(shù)。