一种基于cvt二次电压监视的cvt电容在线监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力在线检测技术领域，具体涉及一种基于CVT二次电压监视的CVT电 容在线监测方法。
【背景技术】
[0002] 现有的预试定检无法发现电容式电压互感器(英文简写为CVT)的电容击穿缺陷： 现预试规程对变比误差、角差测试无要求，而《中华人民共和国国家计量检定规程一一电力 互感器》要求每四年对电压互感器的基准误差测量一次，而母线CVT没有接计量，因此母线 CVT之前并没有开展误差测试项目。
[0003] 对CVT实施的误差测试开展较为困难，需要相应的资质，且试验仪器较为庞大，而 且国家对变比误差测试控制较为严格，一般一个省就只有一家单位有资质开展该项试验， 且其工作安排较满，很难安排到工期。
[0004] 理论上CVT变比误差一般由电容变化引起，而预试规程对电容、介损有测试要求， 但其精度要求较低，无法满足变比误差的测试要求。预试规程要求电容值不超过-5%~+ 10%，tanS不大于0.5%。而CVT精度要求一般为0.5%或者0.2%，远高于电容值误差要求。 因此按照现有的预试规程做电容、介损要求，无法检测出由于电容击穿导致的变比误差超 标问题。而现有的CVT在线监测装置，如申请号为201110003819.X的"CVT在线监测系统"需 要在现场加装传感器等，基于预试规程进行设置，难以保证采集精度，要求不高，导致无法 发现电容器击穿等隐患，且电容器击穿后会导致CVT变比误差不合格，导致计量数据错误。
[0005] 现有的测量电容、介损的介损测试仪的精度一般为1 %或者0.5 %，无法检验精度 为0.5%的变比误差。例如，某500kV变电站多个CVT的电容元件发生击穿，但在预试测试时， 其结果却在合格范围内，因此现有的在线监测装置、停电预试定检均无法发现CVT电容击穿 的缺陷，而由于CVT电容量较大，变比误差测试对仪器的容量要求较高，开展变比误差测试 较为困难。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出一种基于CVT二次电压 监视的CVT电容在线监测方法，借助厂站监控系统，在CVT运行时，开展CVT变比误差预判测 试、监测，能有效降低监测难度、费用，并且能达到在线监测的作用。
[0007] 为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0008] -种基于CVT二次电压监视的CVT电容在线监测方法，应用于厂站监控系统，包括 如下步骤：
[0009] 步骤S10,通过厂站监控系统并行实时读取至少一个CVT的二次电压数值及变化速 度，并根据系统设定选取基准电压；
[0010] 步骤S20,统计各CVT的二次电压变化的持续时间，并对各CVT的二次电压变化速度 进行过滤，对于一个CVT，若其二次电压变化速度大于设定变化速度，则进入步骤S30;
[0011] 步骤S30,计算该CVT的二次电压数值与基准电压的差值;若差值大于或等于第一 电压阈值，或者持续时间超过设定时间，则判定该CVT的二次电压异常，并进入步骤S40;
[0012] 步骤S40,判断该CVT的二次电压数值与基准电压的差值是否处于第一电压阈值和 第二电压阈值之间，是则判定该CVT的电容击穿。
[0013] 进一步，还包括步骤S41，若该CVT的电容击穿，则根据二次电压在击穿前后的数值 差计算被击穿的电容数目。
[0014] 进一步，还包括步骤S31，若该CVT的二次电压数值与基准电压的差值小于第一电 压阈值，或者持续时间小于设定时间时，判定该CVT二次电压变化原因为系统异常。
[0015] 进一步，还包括步骤S32,判断各CVT的二次电压变化的起止时间是否相同，若是则 判定系统电压异常;若否，则比较各CVT的二次电压数值与基准电压的差值是否超过第三电 压阈值，并且持续时间是否超过设定时间，若均为是，则判断该CVT所在间隔的电流是否为 零，若是则判定该CVT所在间隔停电，若否则判定该CVT的二次回路故障。
[0016] 进一步，所述CVT串联电容被击穿电容数η与二次电压具有如下关系:n = n2U-次他 α/ia欠-l/u、二欠），根据cvt二次电压的变化值为u、二欠-ia欠，所述cvt二次电压变化前欠为： Uj欠=U-次*n2/ (ηι+η2) *Νι，所述CVT二次电压变化后U、j欠为：U、二欠=U-次*η2/ (ηι+η2-η) *Νι，其 中Uj：为CVT-次电压，m为CVT电容分压部分的串联电容数，n2为CVT电磁部分一次侧两端的 串联电容数，NiSCVT电磁部分的变压器变比，η为被击穿的电容数。
[0017] 进一步，所述第一电压阈值、第二电压阈值和第三电压阈值分别是根据一个电容 被击穿导致二次电压变化的百分比设定的。
[0018] 进一步，所述设定时间至少为后备保护最长延时与断路器动作时间之和。
[0019] 进一步，所述实时读取至少一个CVT的二次电压，是采集二次电压瞬时值后，转换 为二次电压差值作为历史数据保存，并以每隔一段时间保存一次数据，若采集到当前时刻 的二次电压差值比前一段时间的二次电压差值大于第一电压阈值，则与下一段时间的数据 进行对比，如果该值依然不变，则将该数据保存，如果该值恢复，则保存为前一段时间的数 据。
[0020] 进一步，所述步骤S40中，当判断CVT电容击穿时，自动将全站的相电压、二次电压 数据进行故障录波，并利用厂站监控系统判断的故障CVT数据一起保存。
[0021] 本发明的一种基于CVT二次电压监视的CVT电容在线监测方法，具有如下有益效 果：
[0022] 1、相对现有的CVT在线监测装置:监测精度高，可有效解决无法监视少数电容击穿 的问题。投资少，无需增加传感器，二次回路，监测设备;抗干扰性能好，CVT二次电压运行较 为稳定，避免现场电磁干扰的影响。
[0023] 2.相对现有的停电检修:无需大型的变比误差测试，无需停电进行，可以达到在线 监测，投资低，节省人力物力。
【附图说明】
[0024] 图1为CVT结构原理图。
[0025]图2为本发明的基于CVT二次电压监视的CVT电容在线监测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。
[0027] 参看图1，为CVT的结构原理图，CVT在结构上主要由电容分压部1和电磁部2组成， 电容分压部分C1和C2两部分。如某CVT在外形上由3节瓷套组成，C11和C12分别在上、中两节 瓷套中，C13和C2在下节瓷套中并由法兰和电磁部分连接在一起。在本实施例中CVT以如下 参数为例：节瓷套的电容共有154个元件，其中C13有130个元件，C2有24个元件，正常情况 下，单个元件的电容量为2.35yF左右。
[0028]利用电容器的分压原理，将一次侧的高电压变为变压器可接受的中压，再由变压 器将中压变为二次设备可接受的低压(相间电压为100V)，假设(：11，(：12，(：13串联后的电容 值为C1，变压器的变比为Λ，则CVT二次电压为：
[0030] 当CVT电容击穿时，电容值发生变化，此时二次电压立即发生变化，可依据二次电 压的变化判断电容的运行情况，但二次电压也会随一次电压产生变化，因此需要剔除一次 系统电压变化的情况。
[0031] 本发明的基于CVT二次电压监视的CVT电容在线监测方法，可以剔除一次系统电压 变化对二次电压的影响，从而找出电容和电压的关系;CVT电容击穿导致二次电压异常的特 征为:二次电压比基准值大;随着运行情况的加剧，其差值会逐渐增大;持续时间较长，不会 随着故障的恢复而恢复。
[0032] 参看图2,针对上述特征，本发明实施例的流程示意图，包括如下步骤：
[0033] 步骤S10,通过厂站监控系统并行实时读取至少一个CVT的二次电压数值及变化速 度，并根据系统设定选取基准电压；
[0034] 由于该方法是将运行电压作为一次电压，其电压会随时变化，而不像变比误差测 试时所加的电压为一个基准电压，因此该系统的首要问题就是选好基准电压，基准电压的 选择可以采取如下措施：
[0035] 人为选定一个基准电压，选定的时候，以最近做了变比误差测试，变比误差最小的 一个为最优；
[0036] 自动选择，将所有CVT电压进行排布，排除误差最大的CVT，然后取剩下的平均值；
[0037] 步骤S20,统计各CVT的二次电压变化的持续时间，并对各CVT的二次电压变化速度 进行过滤，对于一个CVT，若其二次电压变化速度大于设定变化速度S，则进入步骤S30;
[0038] 步骤S30,计算该CVT的二次电压数值与基准电压的差值;若差值大于或等于第一 电压阈值Q1，或者持续时间超过设定时间T，则判定该CVT的二次电压异常，并进入步骤S40; [0039]步骤S40,判断该CVT的二次电压数值与基准电压的差值是否处于第一电压阈值Q1 和第二电压阈值Q2之间，是则判定该CVT的电容击穿。
[0040] 进一步作为一个实施例，还包括步骤S41，若该CVT的电容击穿，则根据二次电压在 击穿前后的数值差计算被击穿的电容数目。
[0041] 由于系统电压变化、CVT二次回路故障均可能导致二次电压产生变化，因此必须设 定条件，排除电容击穿外的所有条件引起的二次电压变化。
[0042]系统故障引起的电压异常有如下特点：
[0043] al.电压变化快，一般故障均在100ms以内得以隔离，即使依靠三相不一致保护等 后备保护动作，一般也能在数秒内将故障隔离。
[0044] a2.二次变化幅值大，故障线路的电压下降与故障点到CVT安装处的距离，电网的 结构，故障特征等有关系，但一般均大于CVT电容击穿造成的二次电压变化。
[0045] a3.二次电压压差受系统故障影响小，系统故障时，同个厂站内的多个CVT的二次 电压同时变化，系统基准电压和CVT二次电压同时发生变化，因此二次电压压差基本不受系 统故障影响。
[0046] a4