[發(fā)明專利]柔性直流穿墻套管監(jiān)控裝置、監(jiān)測方法及故障判斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110348174.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113030776B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張晉寅;韋曉星;潘志城;周海濱;楚金偉;鄧軍;梁晨;楊旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: G01R31/50
• 分類號: G01R31/50;G01R19/165;G01R27/26
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

本發(fā)明公開一種柔性直流穿墻套管監(jiān)控裝置、監(jiān)測方法及故障判斷方法，該故障判斷方法，根據(jù)各相電壓關(guān)系表達式迭代計算各時刻各相電壓的比例變化量，將各時刻各相電壓的比例變化量與柔性直流穿墻套管的擊穿的電容量進行比對，判定柔性直流穿墻套管的故障相。本發(fā)明的有益效果是：利用柔性直流穿墻套管的電壓諧波分量，采用電容耦合裝置對套管末屏電壓進行實時監(jiān)測，對比不同時刻三相柔性直流套管末屏電壓值的變化量，計算得到三相套管電容量的變化比例，從而判斷套管電容屏是否發(fā)生故障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)輸變電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性直流穿墻套管監(jiān)控裝置、監(jiān)測方法及故障判斷方法。

背景技術(shù)

柔性直流穿墻套管用于柔性直流輸電工程的橋臂電抗器與換流器之間，運行電流為直流電流及換流器交流環(huán)流的疊加，運行電壓為直流電壓及環(huán)流交流電壓降疊加。以某柔性直流工程為例，其穿墻套管在柔直系統(tǒng)中的位置如圖1橢圓位置所示。柔性直流穿墻套管電容芯子采用環(huán)氧樹脂浸紙式結(jié)構(gòu)，鋁箔電極的作用是均勻套管軸向和徑向電場分布。套管內(nèi)部發(fā)生故障的過程如下：首先內(nèi)部鋁箔電極中的一屏擊穿，該屏擊穿后，其他電容屏的電壓重新分配，靠近擊穿屏的鋁箔電極間受到故障點電熱效應(yīng)影響，絕緣逐漸劣化，且故障點附件電場畸變，可能引起多屏鋁箔電極擊穿，導(dǎo)致剩余完好的電容屏擊穿概率增大。若套管主絕緣電容屏全部擊穿，將導(dǎo)致套管高壓對地發(fā)生貫穿性放電，并流過較大的短路電流。

專利號CN106896257B一種超高壓穿墻套管的電氣狀態(tài)檢測系統(tǒng)，主要通過檢測外接電容的電壓和檢測外接電流互感器的電流，以實現(xiàn)穿墻套管的狀態(tài)監(jiān)控，但該方法在套管末屏開路時未能有效判斷故障,可能引起誤判斷。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種柔性直流穿墻套管監(jiān)控裝置、監(jiān)測方法及故障判斷方法，主要解決背景技術(shù)的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明第一方面提出一種柔性直流穿墻套管監(jiān)控裝置，包括電流互感器CT，所述電流互感器CT的一次側(cè)用于接入所述柔性直流穿墻套管的套管主電容CTH，所述電流互感器CT的二次側(cè)并聯(lián)有末屏對地電容CTL、監(jiān)測電容C1、監(jiān)測電容C2、監(jiān)測電容C3、放電電阻R1以及壓敏保護電阻R2，所述末屏對地電容CTL單獨接地，所述監(jiān)測電容C1、監(jiān)測電容C2、監(jiān)測電容C3、放電電阻R1以及壓敏保護電阻R2共地。

本發(fā)明第二方面提出一種柔性直流穿墻套管諧波電壓及電容量監(jiān)測方法，用于上述的柔性直流穿墻套管監(jiān)控裝置，包括以下步驟：

建立所述柔性直流穿墻套管的對地電壓解析式；

獲取所述監(jiān)測電容C1、所述監(jiān)測電容C2和所述監(jiān)測電容C3的電容量，并設(shè)置所述監(jiān)測電容C1、所述監(jiān)測電容C2和所述監(jiān)測電容C3并聯(lián)后的電容量為總電容C，所述總電容C的電容量至少十倍于所述柔性直流穿墻套管的套管主電容CTH和所述末屏對地電容CTL的電容量，并計算出三相末屏電壓表達式；

聯(lián)立所述對地電壓解析式和所述三相末屏電壓表達式，得到三相諧波電壓比例表達式；

根據(jù)初始套管電容量測試數(shù)據(jù)計算得到末屏電壓和三相諧波電壓的比例關(guān)系表達式；

當所述柔性直流穿墻套管電容量正常時，根據(jù)實時監(jiān)測到的末屏對地電容CTL的電容值，通過所述比例關(guān)系表達式計算得到三相系統(tǒng)諧波電壓表達式，將所述三相系統(tǒng)諧波電壓表達式轉(zhuǎn)換為各相電壓關(guān)系表達式；

根據(jù)所述柔性直流穿墻套管的監(jiān)測取樣時刻，以及所述三相系統(tǒng)諧波電壓表達式，計算得到故障后的三相柔性直流穿墻套管的電容量。

本發(fā)明第三方面提出一種柔性直流穿墻套管故障判斷方法，用于上述的柔性直流穿墻套管諧波電壓及電容量監(jiān)測方法，根據(jù)所述各相電壓關(guān)系表達式迭代計算各時刻各相電壓的比例變化量，將所述各時刻各相電壓的比例變化量與柔性直流穿墻套管的擊穿的電容量進行比對，判定柔性直流穿墻套管的故障相。