一种快速查找运行状态下电压互感器故障的方法与流程

1.本发明涉及一种电力设备故障查找方法，尤其是涉及一种快速查找运行状态下电压互感器故障的方法。


背景技术：

2.电压互感器(pt)在高压输送中应用非常广泛，高压电网中的一次电压主要通过pt转换后传送给计量和继电保护装置，一旦pt发生故障，将引起电能计量错误和保护装置误动作等事故，严重影响电能计量的准确、可靠和电网的安全，严重时还会引起爆炸起火，导致输电线路停止供电，甚至会引起大面积停电。因此，pt的良好状态关系着计量装置的准确计量以及继电保护装置获得正确信号以保证可靠动作，对电网的安全稳定具有重要意义。
3.目前，电压互感器的电压异常报警主要依靠后台的电压监测设定报警值，运维人员面对大量的设备监测数据，很难在后台报警前注意到某台设备的数据变化异常情况，一旦报警信号发出，说明pt已到了严重故障或将很快扩大故障影响范围的情况，一般只能紧急退出运行，再等待检修试验人员检查故障，因此简单地依赖后台监控系统的报警信号，并不能提前发现pt异常的发展趋势，起到提前预防的作用。
4.因此，实现快速准确发现pt故障并及早检修，减少停电时间，可以为用户提供可靠、优质的电力供应和减少电力企业的经济损失。由此，需要提供一种不影响设备运行的情况下能够快捷、及时且准确判断电压互感器是否存在故障的方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不能准确、及时判断电压互感器故障的问题，本发明提供了一种在设备运行状态中就能快速判断电压互感器是否故障的简便方法，克服了常规方法的费时费力、耗时耗力的技术问题，将繁杂的后台监测数据利用起来，不需要停电，不需要将设备退出运行即可完成故障的查找判断。
6.为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
7.本发明提供一种快速查找运行状态下电压互感器故障的方法，即在电力系统运行状态下，通过计算后台实时监测系统中母线上电压互感器电压值与线路上电压互感器电压值的差值，根据该差值变化判断电压互感器是否存在故障，并且通过进一步比较同一电压等级相应母线电压互感器电压值与不同线路上电压互感器电压值之差来判断具体故障的电压互感器，锁定故障设备。
8.进一步，所述的一种快速查找运行状态下电压互感器故障的方法，具体包括以下步骤：
9.步骤1，在运行状态下，提取线路上电压互感器的后台监测三相电压值u
pa
，u
pb
，u
pc
；同时，提取相应母线上电压互感器的后台实时监测三相电压值u
mpa
，u
mpb
，u
mpc
；
10.步骤2，分别计算母线电压互感器与线路电压互感器对应三相电压值的差值u
ax
，u
bx
，u
cx
，观察该差值变化，该值占母线电压互感器或线路电压互感器电压值的百分比绝对
值为δ％，
11.当δ％≤2％时，判定该值在可接受范围内，系统运行正常；
12.当δ％>2％时，判断系统内电压互感器出现了故障；
13.步骤3，进一步将母线上电压互感器电压值与其他线路上的电压互感器电压值作差值，并计算该值占母线电压互感器或线路电压互感器电压值的百分比绝对值，当母线电压互感器与其他回路电压互感器电压差值的占比均大于2％，则判断发生故障的设备为母线上的电压互感器，若母线电压互感器与其他回路电压互感器电压差值的占比均不大于2％，则可确定发生故障的设备为δ％>2％的线路电压互感器。
14.与现有技术相比本发明具有以下优点：
15.1、本发明提供的方法简便、易于操作，能够在不影响设备运行的情况下，快速发现故障并准确的区分出故障设备为线路pt还是母线pt。
16.2、相比于原来依靠后台发出报警信号来发现故障，实效性差，本发明方法能够在发生故障的前期就及时判断出故障并锁定故障设备，为及时消除故障，维护电网可靠运行节省时间，对电网的安全稳定具有重要意义。
17.3、本发明采用的方法原理简单，分析巧妙，大大解决了常规方法中存在的技术复杂及耗时耗力的问题，不需加装设备，不需要退出运行，将电网实时监控系统中来自现场采集的数据利用起来，准确可靠，为电压互感器的故障判断方法提供数据支持。
18.4、本发明方法通过观察母线电压互感器与线路电压互感器电压的差值变化，可直接消除运行中的电压波动，测量误差等综合因素产生的影响，降低了误差，提高了故障判断的准确性。
具体实施方式
19.下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行具体、详细的说明。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
20.首先将三相线路相别标记为a、b、c。
21.1、从电网实时监控系统提取母线上电压互感器的三相电压值，分别为u
mpa
、u
mpb
、u
mpc
；
22.从电网实时监控系统提取线路上电压互感器的三相电压值，分别为u
pa
、u
pb
、u
pc
。
23.2、计算母线上电压互感器与线路上电压互感器电压差的绝对值，分别为u
ax
、u
bx
、u
cx
；即u
ax
＝|u
mpa
‑
u
pa
|；u
bx
＝|u
mpb
‑
u
pb
|；u
cx
＝|u
mpc
‑
u
pc
|。
24.4、故障判断
25.(1)系统故障判断
26.分别计算三相母线上电压互感器与线路上电压互感器电压差值占母线电压互感器或线路电压互感器的绝对值百分比δ％，即：
27.δ
a
％＝|u
ax
/u
mpa
|
×
100％，δ
b
％＝|u
bx
/u
mpb
|
×
100％，δ
c
％＝|u
cx
/u
mpc
|
×
100％，
28.或δ
a
％＝|u
ax
/u
pa
|
×
100％，δ
b
％＝|u
bx
/u
pb
|
×
100％，δ
c
％＝|u
cx
/u
pc
|
×
100％；
29.当δ％≤2％时，表明系统正常；
30.相反，当某相δ％>2％时，表明该相存在故障。
31.(2)故障定位
32.当前线路某相δ％>2％时，如δ
a
％>2％，则a相设备存在故障，具体故障设备为线路电压互感器还是母线电压互感器，通过进一步计算母线电压互感器与其他回路电压互感器的电压(u’pa
、u’pb
、u’pc
)差值绝对值(u’ax
、u’bx
、u’cx
)以及差值绝对值的占比δ’％:
33.回路1:u’ax
＝|u
mpa
‑
u’pa
|；u’bx
＝|u
mpb
‑
u’pb
|；u’cx
＝|u
mpc
‑
u’pc
|，
34.回路2：u”ax
＝|u
mpa
‑
u”pa
|；u”bx
＝|u
mpb
‑
u”pb
|；u”cx
＝|u
mpc
‑
u”pc
|.
35.δ’a
％，δ’b
％，δ’c
％及δ”a
％，δ”b
％，δ”c
％的计算同前。
36.因当前线路a相δ
a
％>2％，因此观察δ’a
％与δ”a
％：
37.当δ’a
％≤2％，δ”a
％≤2％，则表明δ％>2％的a相线路电压互感器发生故障；
38.当δ’a
％>2％，δ”a
％>2％，则表明a相母线电压互感器发生故障。
39.由此即完成了故障的快速判断与准确定位。

技术特征：
1.一种快速查找运行状态下电压互感器故障的方法，其特征在于：在电力系统运行状态下，通过计算后台实时监测系统中母线上电压互感器电压值与线路上电压互感器电压值的差值，根据该差值变化判断电压互感器是否存在故障，并且通过进一步比较同一电压等级相应母线电压互感器电压值与不同线路上电压互感器电压值之差来判断具体故障的电压互感器，锁定故障设备。2.根据权利要求1所述的一种快速查找运行状态下电压互感器故障的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1，在运行状态下，提取线路上电压互感器的后台监测三相电压值；同时，提取相应母线上电压互感器的后台实时监测三相电压值；步骤2，分别计算母线电压互感器与线路电压互感器三相电压值的差值，观察该差值变化，该差值占母线电压互感器或线路电压互感器电压值的百分比绝对值为δ％，当δ％≤2％时，判定该值在可接受范围内，系统运行正常；当δ％>2％时，判断系统内电压互感器出现了故障；步骤3，进一步将母线上电压互感器电压值与其他回路上的电压互感器电压值作差值，并计算该差值占母线电压互感器或线路电压互感器电压值的百分比绝对值，当母线电压互感器与其他回路电压互感器电压差值的占比均大于2％，则判断发生故障的设备为母线上的电压互感器，若母线电压互感器与其他回路电压互感器电压差值的占比均不大于2％，则可确定发生故障的设备为δ％>2％的线路电压互感器。
技术总结
本发明公开了一种快速查找运行状态下电压互感器故障的方法，具体为在设备运行状态下，通过计算后台实时监测系统中母线上电压互感器电压值与线路上电压互感器电压值的差值，及该值占母线电压互感器或线路电压互感器电压值的百分比，来判断系统是否存在故障，然后通过进一步计算母线PT与同一电压等级的其他回路PT的差值及其变化，判定在母线PT与线路PT中发生故障的设备，锁定故障位置。发明方法简便易于操作，能够在不影响设备运行的情况下，快速判断故障并准确地区分出故障设备为线路PT还是母线PT。由于该方法基于母线PT与线路PT的差值作判断，可以直接消除其他综合因素对电压波动产生的影响，可及时准确发现故障，对电网的安全稳定具有重要意义。网的安全稳定具有重要意义。


技术研发人员：孙国繁 杨宇 高磊 杨玉
受保护的技术使用者：国网山西省电力公司检修分公司
技术研发日：2021.03.10
技术公布日：2021/6/24