【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气工程领域的电气设备故障预警方向，具体涉及一种基于运行数据的电气设备预警保护系统。
技术介绍
1、电气设备的运行可靠性、保护装置的动作正确性是电力系统安全稳定运行的基本保障。按照《输变电设备状态检修试验规程》或《电力设备预防性试验规程》，修试人员结合电气设备停电时间，开展变压器、电压互感器、电流互感器、无功补偿装置等电气设备的性能试验，并根据试验结果判断被试电气设备的运行状态。除了少数只发出故障信号而不动作的二次继电保护装置外，多数保护装置通过识别故障时电流、电压波形的故障特征，计算判断后，将跳闸信号传递给开关设备，开关设备动作后完成故障隔离和切除。
2、伴随着电网数字化和智能化技术革新的进程，越来越多的在线监测装置接入电网辅控系统，在线监测装置所监测特征量的变化情况可以实时在变电站站端系统得到反馈。该技术的发展，在提高电气设备监测水平的同时，也给传统的电气试验和保护装置带来了新的改进和提高的可能。
3、例如，传统的电气试验需要停电完成，根据当次试验结果或各次停电时试验项目的历时变化趋势来判断电气设备的运行状态，如何将电气设备运行数据和在线监测数据有效结合，对发掘数据表征、发现设备早期缺陷和减少电气试验时间等具有指导价值。此外，正常工作情况时，保护装置不拒动、不误动以保证正确且可靠的切除和隔离故障，对于电气设备已经出现缺陷的情况，保护装置并无监测作用。值得一提的是，即便目前录波仪和示波器等装置的采样性能得到了巨大提高，但是变电站故障录波仪的采样率等性能水平仍停留在十多年前，在一定程度上已经
4、基于此，有必要整合利用变电站运行系统、在线监测装置、保护装置已经提供的运行数据和高性能录波仪的现有功能，拓展和开发一套电气设备预警保护系统。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，通过发掘和整合电压、电流、频率、波形、液位、电容量等在线数据，目的是尽早发现并预警电气设备的缺陷，做到早发现早处理；同时，充分利用在线数据判断电气设备的运行状态，减少电气试验项目、降低电气试验停电时间。
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，用于对变电站内电气设备进行预警保护，包括运行信息提取模块、信息分类模块、计算判断模块、存储模块、输出模块、缺陷信息记录模块、预警提示模块和录波仪；
4、所述运行信息提取模块与变电站运行信息系统通讯连接，用于从变电站运行信息系统中提取各类电气设备的运行信息，所述运行信息提取模块与信息分类模块单向连接，用于将所获取的运行信息传递给信息分类模块；
5、所述信息分类模块分别与运行信息提取模块、计算判断模块单向连接，用于接收运行信息，按照需进行预警保护的电气设备的种类进行运行信息的分类，并将分类后的运行信息传递给计算判断模块；
6、所述存储模块内置预存信息，所述预存信息包括预存数据和预存判断方法；所述预存数据包括各类电气设备的初始值、判据值和预警启动值；所述预存判断方法至少包括电压互感器负序电压不平衡率异常判断方法、油浸式电流互感器液位异常判断方法、三相电容器组电容量偏差异常判断方法和变压器电压测量比异常判断方法；
7、所述计算判断模块与存储模块单向电连接，用于从存储模块中提取预存数据和预存判断方法；所述计算判断模块与输出模块单向连接，用于根据信息分类模块提取的运行信息、存储模块提取的预存数据和预存判断方法进行计算及判断，得到电气设备的异常运行信息，并将异常运行信息传递给输出模块；在计算及判断中，至少包括电压互感器负序电压不平衡率异常判断、油浸式电流互感器液位异常判断、三相电容器组电容量偏差异常判断和变压器电压测量比异常判断；
8、所述输出模块分别与计算判断模块、缺陷信息记录模块单向连接，接收计算判断模块传递的异常运行信息，并将异常运行信息传递给缺陷信息记录模块；
9、所述缺陷信息记录模块与录波仪双向连接，利用接收到的异常运行信息触发录波仪，然后接收录波仪回传的异常运行信息波形信号，并提取异常运行信息波形信号中的波形信息；缺陷信息记录模块与预警提示模块单向连接，依据提取到的异常运行信息波形信号中的波形信息触发预警提示模块的预警功能，由预警提示模块发出电气设备缺陷的预警，提醒运行人员适时处理；
10、所述预警提示模块与输出模块单向连接，用于将预警信息反馈给输出模块，并借助输出模块连接的一个可视化装置展示输出结果和异常信息。
11、优选地，所述初始值包括各类电气设备的种类、数量、编号、出厂时的电气参数初始值；所述判据值包括用于判断各类电气设备是否异常的判据、各类电气设备运行状态的试验项目及其试验判据。
12、优选地，所述录波仪接入变电站故障录波系统；所述波形信息包括录波仪储存的波形信号的频率、幅值、第一个波头时间和持续时间。
13、优选地，所述录波仪的采样通道不小于8通道，多通道同步采集，且每通道采用率不小于10m/s。
14、优选地，所述电压互感器负序电压不平衡率异常判断的实现过程为：
15、步骤5.1，计算判断模块实时从信息分类模块中提取被监测间隔的三相电压互感器的三相运行电压，并将电压互感器的三相运行电压矢量分别记为
16、通过序分量法计算得到三相运行电压的正序电压矢量负序电压矢量和零序电压矢量计算公式为：
17、
18、其中a为一个虚数，其值为
19、将三相电压互感器的三相运行电压的正序电压有效值记为u1、负序电压有效值记为其中，为正序电压矢量的模值、为负序电压矢量的模值；
20、计算实时负序电压不平衡度ε，ε＝u2/u1×100％；
21、步骤5.2，计算判断模块从存储模块中提取预设的负序电压不平衡率极限值ε0，并进行判断，若ε≥ε0，则认定负序电压不平衡率ε异常；
22、步骤5.3，计算判断模块将负序电压不平衡率ε异常的信息发送给输出模块。
23、优选地，所述油浸式电流互感器液位异常判断包括当前液位l异常判断和液位增长偏差异常判断，用于判断油浸式电流互感器本体内部故障，所述膨胀器为油浸式电流互感器的部件，所述当前液位l为油浸式电流互感器膨胀器中油的液面高度，实现过程如下：
24、步骤6.1，计算判断模块从存储模块中提取被监测的任何一台油浸式电流互感器的标定最高液位lmax、标定最低液位lminh以及其液位-指示电流的关系曲线；
25、其中：所述标定最高液位lmax为正常工作时膨胀器中油的液面所能够达到的最高位置，所述标定最低液位lmin为正常工作时膨胀器中油的液面所能够达到的最低位置，即正常工作时膨胀器中的当前液位l应满足：l∈[lmin，lmax]；
26、当前液位l异常判断进入步骤6.2，液位增长偏差异常判断进入步骤6.3；
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，用于对变电站内电气设备进行预警保护，其特征在于，包括运行信息提取模块(1)、信息分类模块(2)、计算判断模块(3)、存储模块(4)、输出模块(5)、缺陷信息记录模块(6)、预警提示模块(7)和录波仪(8)；
2.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述初始值包括各类电气设备的种类、数量、编号、出厂时的电气参数初始值；所述判据值包括用于判断各类电气设备是否异常的判据、各类电气设备运行状态的试验项目及其试验判据。
3.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述录波仪(8)接入变电站故障录波系统；所述波形信息包括录波仪(8)储存的波形信号的频率、幅值、第一个波头时间和持续时间。
4.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述录波仪(8)的采样通道不小于8通道，多通道同步采集，且每通道采用率不小于10M/s。
5.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述电压互
6.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述油浸式电流互感器液位异常判断包括当前液位L异常判断和液位增长偏差异常判断，用于判断油浸式电流互感器本体内部故障，所述膨胀器为油浸式电流互感器的部件，所述当前液位L为油浸式电流互感器膨胀器中油的液面高度，实现过程如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述三相电容器组电容量偏差异常判断的实现过程如下：
8.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述变压器电压测量比异常判断的实现过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，用于对变电站内电气设备进行预警保护，其特征在于，包括运行信息提取模块(1)、信息分类模块(2)、计算判断模块(3)、存储模块(4)、输出模块(5)、缺陷信息记录模块(6)、预警提示模块(7)和录波仪(8)；
2.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述初始值包括各类电气设备的种类、数量、编号、出厂时的电气参数初始值；所述判据值包括用于判断各类电气设备是否异常的判据、各类电气设备运行状态的试验项目及其试验判据。
3.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述录波仪(8)接入变电站故障录波系统；所述波形信息包括录波仪(8)储存的波形信号的频率、幅值、第一个波头时间和持续时间。
4.根据权利要求1所述的一种基于运行数据的电气设备预警保护系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志林，王琼，郭红兵，付文光，郭洋，杨军，刘天宇，冯汝明，王磊，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。