一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法技术

本发明专利技术公开一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法，包括如下：步骤1，提取串补阻尼回路的特征量，所述特征量包括阻尼回路电流的半周波峰值、周期和振荡电流的包络线；步骤2，取得电流波形的前七个周期的峰值，判断峰值是否小于电流上限值，小于则停止检测，否则继续后续步骤；步骤3，分析所述特征量的计算量，根据特征量对应阈值判断串补阻尼回路是否正常。本发明专利技术的方法及系统，在滤除工频分量下，通过包络线的计算及其对应电阻阈值判断，可实现对阻尼回路电阻器及电抗器的检测保护。

A series complement damping loop protection method based on envelope

The invention discloses a damping loop protection method, make envelope based on the serial comprises the following: Step 1, extracting feature string fill damping loop, the envelope of the amount of the characteristics including the damping loop current half cycle peak period, and the current oscillations; step 2, made before the seven cycle peak current waveform the judgment is less than the current peak is less than the upper limit, stop detection, or to the next step; step 3, analysis and calculation of the amount of the characteristic quantity, according to the characteristics of the corresponding quantity threshold series compensation damping circuit is normal. The method and the system of the invention can detect and protect the damping circuit, resistor and reactor through the calculation of the envelope line and the corresponding resistance threshold value when the power frequency component is filtered out.

【技术实现步骤摘要】
一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法
本专利技术涉及串补保护领域，具体涉及一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法。
技术介绍
现有的一次能源和电力负荷在地理位置上的分布存在很大差异，部分地方这一差异尤为突出。随着经济发展，能源供给与电力消费间的供需矛盾日趋严重，远距离、大容量、跨区域输电能够有效缓解电力供需矛盾，成为现代电力系统最重要的特征之一，同时也对电网的输电能力提出了更高的要求。将电力电容器串联于交流输电线路中的交流输电系统的串联电容补偿技术，补偿交流输电线路的部分感性阻抗，实现了增加线路输送容量、提高系统稳定性、降低网损、节约投资等目的。世界各国电力系统已广泛使用了这一技术。随着500kV电网大容量串补装置的应用，特别是在750kV及特高压电网的应用，一次设备的电压、电流、容量成倍增长，设备制造难度日益凸显，部分设备的制造水平在现有技术和材料上已经接近极限，需要拓宽思路，改变制造或安装设计方案，确保设备和电网的运行安全。串补装置中的阻尼电抗器，既需要阻尼串联电容器组放电电流在故障时刻保护电容器组及旁路设备，在特定工况下，还需要长期串联在线路中运行。现有的故障检测装置及方法中，缺少对阻尼电抗器的阻尼回路的检测保护，由于阻尼回路对串补装置的火花间隙保护起到关键作用，因此对阻尼回路的保护同样具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法，在滤除工频分量下实现对阻尼回路的检测保护。为达到上述专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法，所述阻尼回路是电阻器与电抗器并联电路，该并联电路连接在火花间隙两端，保护方法包括如下步骤：步骤1，提取串补阻尼回路的特征量，所述特征量包括阻尼回路电流的半周波峰值、周期和振荡电流的包络线；步骤2，取得电流波形的前七个周期的峰值，判断峰值是否小于电流上限值，小于则停止检测，否则继续后续步骤；步骤3，分析所述特征量的计算量，根据特征量对应阈值判断串补阻尼回路是否正常。进一步，所述特征量是对电流波形的前七个周期进行采集获取的。进一步，所述步骤3还包括：步骤31，判断半周波峰值的特征量是否大于该特征量对应阈值，所述半周波峰值的特征量对应阈值是相邻半周波峰值的比值平均值阈值，大于则继续后续步骤，否则停止检测；步骤32，周期特征量以频率表示，判断其是否大于频率阈值，是则说明电抗器故障；步骤33，包络线特征量以电阻阻值表示，判断其是否大于阻值阈值，是则说明电阻损坏。进一步，所述相邻半周波峰值的比值平均值阈值，根据参与项目工作的电阻、电感、电容的具体参数计算阻尼速率，得到项目正常工作下的相邻半周波峰值的比值平均值阈值。进一步，所述频率阈值是以频率额定值的1.1倍设定的。进一步，所述阻值阈值是以额定阻值的1.1倍设定的。进一步，所述步骤1还包括：步骤11，对串补阻尼回路的电流波形进行高通滤波，只保留高频分量，去掉工频分量，再对串补阻尼回路的特征量进行提取。进一步，所述步骤33替换步骤34：步骤34为：特征量还包括阻尼电的阻能量梯度，判断能量梯度最大值是否小于能量梯度阈值，是则说明电阻损坏。进一步，所述能量梯度阈值是计算6个电阻得到能量梯度的0.9倍。本专利技术的一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法，通过电阻能量梯度或包络线的阈值，可以判断阻尼回路的故障原因，可实现阻尼回路的电阻和电抗器同时判断，并根据包络线可准确估计电阻故障数量。附图说明图1为本专利技术的基于包络线的串补阻尼回路保护方法的步骤图。图2为本专利技术的串补阻尼回路保护方法采用的串补阻尼回路模拟模块电路图图3为串补阻尼回路阻尼电流的电流包络线。图4为电抗器故障时阻尼电阻的电流包络线。图5为电阻器故障时阻尼电抗的电流包络线。图6为阻尼回路两端电流波形图具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。参看图1为本专利技术实施例的一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法，所述阻尼回路是电阻器与电抗器并联电路，该并联电路连接在火花间隙两端，包括如下步骤：步骤1，对串补阻尼回路的电流波形进行高通滤波，只保留高频分量，去掉工频分量，再对串补阻尼回路的特征量进行提取；所述特征量包括阻尼回路电流的半周波峰值、周期和振荡电流的包络线；；所述特征量是对电流波形的前七个周期进行采集获取的；步骤2，取得电流波形的前七个周期的峰值，判断峰值是否小于电流上限值，小于则停止检测，否则继续后续步骤；步骤3，分析所述特征量的计算量，根据特征量对应阈值判断串补阻尼回路是否正常。作为具体实施例，所述步骤3包括如下：步骤31，判断半周波峰值的特征量是否大于该特征量对应阈值，所述半周波峰值的特征量对应阈值是相邻半周波峰值的比值平均值阈值，大于则继续后续步骤，否则停止检测；所述相邻半周波峰值的比值平均值阈值，根据参与项目工作的电阻、电感、电容的具体参数计算阻尼速率，得到项目正常工作下的相邻半周波峰值的比值平均值阈值；步骤32，周期特征量以频率表示，判断其是否大于频率阈值，其以频率额定值的1.1倍设定，是则说明电抗器故障；步骤33，包络线特征量以电阻阻值表示，判断其是否大于阻值阈值，以额定阻值的1.1倍设定，是则说明电阻损坏。作为另一个实施例，所述步骤33替换步骤34：步骤34为：特征量还包括阻尼电的阻能量梯度，判断能量梯度最大值是否小于能量梯度阈值，是则说明电阻损坏。进一步，所述能量梯度阈值是计算6个电阻得到能量梯度的0.9倍。本专利技术采用包络线表示串补阻尼回路电流波形，可形象的表示阻尼回路衰减变化率。参看图3至图5，以阻尼电抗部分损坏的情况为例说明如下，也可以认为是电容UC(0-)＝U0的零状态响应。公式和推导过程都3.1节相同，只是电感值不同，以电感减小为之前的50％为例，参数式中，参数参数R为电阻阻值，C为电容容量，L为电抗器的电感。如果假设第一个峰值为ia，其时刻为ta，第二个峰值为ib，其时刻为tb。则：上面两式相除，可得：ia/ib＝e-β(ta-tb)上式中，ia，ib，ta，tb均为已知量，可以得到β的表达式如下：根据可得R的表达式如下：由于上式中右侧所有数据均为已知量，故可以据此计算得到R值。由于包络线包含很多峰值，为了减小误差，建议多取几个峰值进行计算，然后对计算结果取平均值。但是由于数值较低时，测量误差较大，因此建议忽略小于1kA的电流峰值。在本实施例中，包络线是振荡电流峰值的连线，两个峰值之间的时间基本相同，但是峰值的大小不同。根据图3至图5的理论分析和仿真图像，以正半轴方向为例，当阻尼回路中的电抗器出现故障时，阻尼电路的放电频率变大。阻尼电流波形的包络线变缓。当阻尼回路中的电阻器出现故障时，阻尼电路的阻尼效果变差，振荡幅度较小，阻尼电路的电流波形包络线比正常情况下变缓。以玉林串补存在三个电阻开路为例，其串补参数如表1所示，表1.玉林串补基本参数表：序号玉林电容容值(uF)192.3额定电流(A)2400额定容抗(Ohm)16.55额定电压(kV)39.72阻尼电阻阻值(Ohm)4阻尼电抗器电感值(mH)0.4放电频率(Hz)574将上述玉林串补的基本参数带入其阻尼回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法，所述阻尼回路是电阻器与电抗器并联电路，该并联电路连接在火花间隙两端，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，提取串补阻尼回路的特征量，所述特征量包括阻尼回路电流的半周波峰值、周期和振荡电流的包络线；步骤2，取得电流波形的前七个周期的峰值，判断峰值是否小于电流上限值，小于则停止检测，否则继续后续步骤；步骤3，分析所述特征量的计算量，根据特征量对应阈值判断串补阻尼回路是否正常。

【技术特征摘要】
1.一种基于包络线的串补阻尼回路保护方法，所述阻尼回路是电阻器与电抗器并联电路，该并联电路连接在火花间隙两端，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，提取串补阻尼回路的特征量，所述特征量包括阻尼回路电流的半周波峰值、周期和振荡电流的包络线；步骤2，取得电流波形的前七个周期的峰值，判断峰值是否小于电流上限值，小于则停止检测，否则继续后续步骤；步骤3，分析所述特征量的计算量，根据特征量对应阈值判断串补阻尼回路是否正常。2.根据权利要求1所述的基于包络线的串补阻尼回路保护方法，其特征在于，所述特征量是对电流波形的前七个周期进行采集获取的。3.根据权利要求2所述的基于包络线的串补阻尼回路保护方法，其特征在于，所述步骤3还包括：步骤31，判断半周波峰值的特征量是否大于该特征量对应阈值，所述半周波峰值的特征量对应阈值是相邻半周波峰值的比值平均值阈值，大于则继续后续步骤，否则停止检测；步骤32，周期特征量以频率表示，判断其是否大于频率阈值，是则说明电抗器故障；步骤33，包络线特征量以电阻阻值表示，判断其是否大于阻值阈值，是则说明电阻损坏。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖华，苏晓，贾筱莹，朱伟，邓朝翥，柳明，姜宪彬，李锐，李黄河，何山，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局，
类型：发明
国别省市：广西,45