[發明專利]基于形態學和3σ準則的電容器介質損耗角在線監測方法

在審

• 申請號: 202011138065.4
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112269067A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 趙熙;劉暢;王威;高偉;李思岑;卜琰;張瑤
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F17/10
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種基于形態學和3σ準則的電容器介質損耗角在線監測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、根據監測點的電壓和電流的夾角θ計算tanθ，以便通過tanθ的變化判斷電容器介質損耗角δ的變化；

步驟2、使用數學形態學對步驟1計算得出的tanθ進行濾波；

步驟3、對濾波處理后tanθ的進行電容器介質損耗角突變判斷，當監測數據超出3σ準則的范圍時，則發出預警，使得工作人員采取合理的措施，防止意外事故的發生。

2.根據權利要求1所述的一種基于形態學和3σ準則的電容器介質損耗角在線監測方法，其特征在于：所述步驟1的具體步驟包括：

(1)假設監測點的電壓、電流相位差為θ，補償電容器的電抗率是K，電抗器品質因素是Q；

(2)計算總阻抗為：

式中，Z是電容補償支路的總阻抗，R_C是電容器的總電阻，j是虛數符號，w是電路角頻率，C是電容器的總電容，R_L是電感的電阻，L是電抗器的電感。

則

式中，tanθ是監測點的電壓和電流的夾角的正切值；

(3)令即wL＝QR_L，則

(4)又則有

式中，tanδ是電容器的介質損耗角正切值；

(5)電抗率則有

(6)代入tanθ已求得的可以得出

由于tan²δ數值相對較小，可以化簡為

變形可得

由式(9)可以看出，可以通過監測點的電壓電流計算出的tanθ，通過監測tanθ的變化而間接監測電容器的介質損耗角δ的變化。

3.根據權利要求1所述的一種基于形態學和3σ準則的電容器介質損耗角在線監測方法，其特征在于：所述步驟2的具體方法為：

構造了一類廣義開—閉和閉—開濾波器，形式如下：

式中，OC(f(n))表示開—閉濾波器運算結果，CO(f(n))表示閉—開濾波器運算結果，n表示數據序列的索引值，○表示開運算，●表示閉運算，f(n)和g(n)表示數據序列。

開—閉濾波器和閉—開濾波器的濾波效果都使得數據有一定的偏移，開運算使數據濾波結果偏大，閉—開濾波器使數據濾波結果偏小，組合開—閉濾波器和閉—開濾波器可以使得數據濾波效果更優，即：

式中，w(n)表示組合開—閉濾波器和閉—開濾波器的濾波后的數據序列值。

4.根據權利要求1所述的一種基于形態學和3σ準則的電容器介質損耗角在線監測方法，其特征在于：所述步驟的3的具體方法為：

均值、方差各偏移10％的3σ區間，借鑒3σ準則，即數值分布在(μ-3σ，μ+3σ)中的概率為99.74％可以認為，數值的取值幾乎全部集中在(μ-3σ，μ+3σ)區間內，超出這個范圍的可能性僅占不到0.3％；采用方差和均值偏移10％設置區間，則使得前一天的正常狀態的數據全部包含在內，用于第二天的判斷。