[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

本發明涉及一種基于形態學和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，當監測數據超出該范圍時，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。本發明采用測得的支路監測點的電流和電壓值和相角，間接監測電容器的介質損耗角，監測結果準確可靠。

技術領域

本發明屬于電力設備在線監測技術領域，涉及電容器介質損耗角在線監測方法，尤其是一種基于形態學和3σ準則的電容器介質損耗角在線監測方法。

背景技術

電容器是最典型的容性設備，其應用范圍很廣闊，工作狀態對電力系統至關重要。及早地發現設備故障，減小過度維修和過少維修，減小人員工作強度，提高設備工作安全，對電力系統有著很深遠的意義。因此，對電力系統設備進行實時在線監測就很重要了。在線監測有一個很大的特點，就是數據量大，現場干擾因素很多，如環境溫度、濕度、電壓波動等因素都會對測量結果產生干擾。

目前存在的方法有53H濾波，小波分析、綜合相對測量法，自回歸模型，粗糙集。雖然數學形態學濾波也有應用，但補償電容器(包括靜態補償電容器和動態補償電容器)在現場運行一般都會串聯電感器，這些方法只是提及對介質損耗角的濾波處理，未提及在實際應用中如何對電容器進行在線監測。因此，能否實現電容器介質損耗角在線監測是本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種設計合理、方便實用且監測結果可靠性強的基于形態學和3σ準則的電容器介質損耗角在線監測方法。

本發明解決其現實問題是采取以下技術方案實現的：

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，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。

而且，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：

則

(3)令即wL＝QR_L，則

(4)又則有

(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。

而且，所述步驟2的具體方法為：