[發明專利]基于護層電流差幅頻特性的護層保護器故障在線診斷方法

在審

• 申請號: 202210832175.3
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115201716A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 王航;劉福源;周莎莎;夏湛然;楊斌;周灝;楊樂之
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張辰

1.基于護層電流差幅頻特性的護層保護器故障在線診斷方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

獲取電纜末端與首端的電流差，判斷電流差是否等于電纜內部各分段電纜流入的泄漏電流之和，若等于則電纜回路中未發生接地短路故障；反之則線路發生接地短路故障。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述線路發生接地短路故障之后還包括：判斷電流差是否含有諧波，若不含有則電纜回路中未發生其它類型的接地短路故障；若含有則根據預設判據和診斷結果進行護層保護器故障診斷和定位。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述根據預設判據和診斷結果進行護層保護器故障診斷和定位包括，

通過建立工頻下護層保護器故障后護層電路的電流差和護層保護器故障后諧波分量的等效電路模型，依據護層保護器故障引起護層電流的幅頻特性制定故障診斷判據，并判斷護層保護器故障所在的回路。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：依據護層保護器故障引起護層電流的幅頻特性制定故障診斷判據包括：

將故障護層保護器中泄漏電流各次分量等效為諧波源，由故障護層保護器位置注入金屬護層回路中，經電纜護層的濾波作用，電纜首末兩端的護層電流中的諧波含量因護層保護器故障位置發生改變，并以此將故障護層保護器中泄漏電流各次諧波含量作為故障診斷判據。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述獲取電纜末端與首端的電流差包括以下步驟：

將6個工頻電流互感器安裝于交叉互聯高壓電纜線路兩端的接地箱中，同步獲取電纜兩端護層電流信號；

將所采集護層電流信號按護層回路分組，分別計算相應分組護層電流差；

對護層電流差波形做傅里葉變換，得出泄露電流中諧波的含量。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述判斷電流差是否等于電纜內部各分段電纜流入的泄漏電流之和包括：

獲取護層保護器等效阻抗；

分別建立容性耦合分量和感性耦合分量的等效電路，根據等效電路得到護層故障保護器故障引起的護層電流相量差；

根據護層電流相量差計算故障護層保護器含諧波分量的泄漏電流，根據泄漏電流得到基波電流差相角含諧波分量的電流差。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述獲取護層保護器等效阻抗，包括以下步驟：

獲取護層保護器的并聯等效電阻和并聯等效電容；

建立等效阻抗計算模型；

將并聯等效電阻和并聯等效電容，代入等效阻抗計算模型，得到等效阻抗。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述等效阻抗計算模型表示為：

式中，Z_L表示等效阻抗，j表示虛數因子，ω表示工頻角速度；Rsvl表示并聯等效電阻，Csvl表示并聯等效電容。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述根據泄漏電流得到基波電流差相角含諧波分量的電流差包括:

在對護層保護器故障后電纜線路的仿真中，分別建立工頻和諧波頻率下的護層電路模型,護層保護器故障后諧波分量的等效電路模型中，將故障護層保護器視作諧波源，電纜護層電路等效為串聯R-L電路，并且假設電纜首端和末端的地阻抗相等,回路總長度為l的線路中，護層電流差對故障護層保護器泄漏電流的諧波分量的傳遞函數定義為兩者的比值。