[發(fā)明專利]基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110406823.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN113311356B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鋒;齊浩;王彥昊;王子涵;牌永鋒;韓國(guó)文;韓文芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/52
• 分類號(hào): G01R31/52;G01R31/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

1.基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，用于對(duì)高壓并聯(lián)電抗器故障早期運(yùn)行狀態(tài)做出預(yù)警，包括如下過程：

利用降噪處理后的實(shí)測(cè)電壓、降噪處理后的實(shí)測(cè)電流、電抗額定值以及三相并聯(lián)電抗器支路的數(shù)學(xué)模型，求解得到三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值；

根據(jù)三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值判斷三相并聯(lián)電抗器是否發(fā)生了匝間短路故障；

所述三相并聯(lián)電抗器支路的數(shù)學(xué)模型如下：

式中，λ為并聯(lián)電抗器的各相，為λ相的時(shí)變電抗值，i_λ為λ相電流，t為時(shí)間，R_λ為正常工況下三相并聯(lián)電抗器λ相的等值電阻，u_λ為λ相電壓，u₀為中性點(diǎn)電壓；

將降噪處理后的實(shí)測(cè)電壓、降噪處理后的實(shí)測(cè)電流和電抗額定值代入所述三相并聯(lián)電抗器支路的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化得到的線性方程組，求解得到三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值；

λ相的時(shí)變電抗值的n次插值多項(xiàng)式L(x)為：

其中，k為插值節(jié)點(diǎn)的次序，n為待求電抗插值節(jié)點(diǎn)總個(gè)數(shù)，y_k為并抗在插值節(jié)點(diǎn)x_k處的電抗值，l_k為電抗插值節(jié)點(diǎn)x_k的上拉格朗日插值基函數(shù)；

三相并聯(lián)電抗器支路的數(shù)學(xué)模型中的為n次插值多項(xiàng)式L(x)的一階導(dǎo)數(shù)；

根據(jù)三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值判斷三相并聯(lián)電抗器是否發(fā)生了匝間短路故障的過程包括：

獲取三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值的頻譜信息；

若頻譜信息中包含直流分量，不包含其它頻率的分量，則三相并聯(lián)電抗器運(yùn)行正常；

若頻譜信息中包含直流分量，還包含100Hz的分量，且當(dāng)100Hz的分量含量超過預(yù)設(shè)比例時(shí)，則表明三相并聯(lián)電抗器發(fā)生了發(fā)生匝間短路故障；

所述高壓并聯(lián)電抗器為干式空心電抗器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值進(jìn)行離散傅里葉變換，獲得頻譜信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)比例為3％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，降噪處理后的實(shí)測(cè)電壓和降噪處理后的實(shí)測(cè)電流獲取過程包括：

測(cè)量獲取帶有噪聲的錄波數(shù)據(jù)；

對(duì)帶有噪聲的錄波數(shù)據(jù)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得一系列子信號(hào)分量；

基于相關(guān)系數(shù)，從所述子信號(hào)分量中篩選出噪聲分量信號(hào)并去除；

對(duì)去除了噪聲分量信號(hào)之后剩余的子信號(hào)分量進(jìn)行小波閾值降噪處理；

將經(jīng)過小波閾值降噪處理后的各子信號(hào)分量重構(gòu)得到最終的降噪數(shù)據(jù)；

所述錄波數(shù)據(jù)為電壓或電流。

5.基于如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

計(jì)算模塊：用于利用降噪處理后的實(shí)測(cè)電壓、降噪處理后的實(shí)測(cè)電流、電抗額定值以及三相并聯(lián)電抗器支路的數(shù)學(xué)模型，求解得到三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值；

故障判斷模塊：用于根據(jù)三相并聯(lián)電抗器各相并抗的時(shí)變電抗值判斷三相并聯(lián)電抗器是否發(fā)生了匝間短路故障。

6.基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括：

存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序；

處理器，用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法的步驟。

7.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述基于時(shí)頻特征關(guān)聯(lián)的高壓并聯(lián)電抗器故障在線監(jiān)測(cè)方法的步驟。