專(zhuān)利名稱(chēng)：采用多參量比值代碼的電網(wǎng)過(guò)電壓識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電カ系統(tǒng)過(guò)電壓類(lèi)型識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體可適用于電カ系統(tǒng)內(nèi)部及外部過(guò)電壓的研究，為實(shí)現(xiàn)電カ系統(tǒng)不同類(lèi)型過(guò)電壓的識(shí)別提供參考和依據(jù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電カ系統(tǒng)供電的可靠性要求越來(lái)越高。造成電カ系統(tǒng)供電中斷的原因眾多，但絕緣的擊穿是造成停電的主要原因，而在絕緣事故中由于過(guò)電壓引起的事故又占主導(dǎo)地位。電網(wǎng)過(guò)電壓特別是內(nèi)部過(guò)電壓的，對(duì)電氣設(shè)備和線路絕緣造成了嚴(yán)重的威脅；雷電過(guò)電壓對(duì)220kV等級(jí)以下的系統(tǒng)絕緣也造成了嚴(yán)重威脅，電氣設(shè)備過(guò)電壓事故的頻繁發(fā)生，給電網(wǎng)和エ農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的損失。隨著電網(wǎng)的迅速建設(shè)與發(fā)展，輸電線路輸電電壓等級(jí)、輸送容量都在不斷提高。因此，電カ系統(tǒng)過(guò)電壓是發(fā)展高壓和超高壓電網(wǎng)所必須研究的重要課題，它不僅關(guān)系到發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度的合理設(shè)計(jì)， 而且直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。電カ系統(tǒng)中的過(guò)電壓發(fā)生類(lèi)型多種多樣，發(fā)生機(jī)理不盡相同，波形、幅值、持續(xù)時(shí)間也不相同。在實(shí)際運(yùn)行中，各種過(guò)電壓出現(xiàn)后，各種故障往往交織在一起，為后續(xù)的故障原因分析帶來(lái)困難。目前的電カ系統(tǒng)過(guò)電壓在線監(jiān)測(cè)裝置，主要功能集中于對(duì)各種過(guò)電壓的波形的實(shí)時(shí)采集，存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)維護(hù)，不具備分析識(shí)別能力，不能及時(shí)對(duì)事故進(jìn)行分析和防止。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電壓事故吋，往往需要人工來(lái)提取過(guò)電壓波形輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)，判斷出過(guò)電壓類(lèi)型作為分析事故原因的重要參考。由于監(jiān)測(cè)到的過(guò)電壓數(shù)據(jù)眾多，靠人工來(lái)對(duì)過(guò)電壓波形做出識(shí)別，是ー項(xiàng)十分繁復(fù)而艱巨的任務(wù)。同吋，由于人員判斷是主觀因素的影響，靠人エ判斷過(guò)電壓波形，難以形成科學(xué)統(tǒng)ー的判斷標(biāo)準(zhǔn)，容易導(dǎo)致誤判。過(guò)電壓信號(hào)攜帯著豐富的電カ系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息。利用監(jiān)測(cè)到的過(guò)電壓信號(hào)進(jìn)行特征提取，實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓類(lèi)型的自動(dòng)識(shí)別和診斷，對(duì)保證電網(wǎng)安全運(yùn)行具有十分重要的意乂
(O過(guò)電壓類(lèi)型自動(dòng)識(shí)別的結(jié)果有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有系統(tǒng)絕緣薄弱點(diǎn)，進(jìn)行合理的絕緣配合調(diào)整，提高系統(tǒng)安全運(yùn)行水平，也可以為日后電カ系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門(mén)提供可靠的設(shè)計(jì)參考依據(jù)，保證供電的可靠性。(2)系統(tǒng)故障和誤操作常常引起內(nèi)部過(guò)電壓，如果沒(méi)有對(duì)過(guò)電壓進(jìn)行具體的分析和識(shí)別，很難查找出過(guò)電壓在線監(jiān)測(cè)裝置記錄的數(shù)據(jù)是誤操作還是故障產(chǎn)生的。進(jìn)行過(guò)電壓類(lèi)型自動(dòng)識(shí)別，可以顯示過(guò)電壓類(lèi)型，易于查找引起過(guò)電壓的原因。(3)根據(jù)監(jiān)測(cè)到的過(guò)電壓波形，對(duì)過(guò)電壓類(lèi)型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分類(lèi)，可以為過(guò)電壓產(chǎn)生及發(fā)展的機(jī)理研究等提供重要的樣本參考，為限制過(guò)電壓大小，提高系統(tǒng)絕緣配合水平提供先決條件。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種采用多參量比值代碼的電網(wǎng)過(guò)電壓識(shí)別方法。該方法能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的過(guò)電壓波形等數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理提取能夠有效反映過(guò)電壓本質(zhì)特征的參量，根據(jù)相應(yīng)的判據(jù)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)電カ系統(tǒng)多種過(guò)電壓的有效識(shí)別。該方法思路清晰，能夠準(zhǔn)確辨識(shí)電力系統(tǒng)常見(jiàn)的多種過(guò)電壓。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的采用多參量比值代碼的電網(wǎng)過(guò)電壓識(shí)別方法，是將過(guò)電壓波形劃分為三個(gè)特征值取值區(qū)間
(1)雷電過(guò)電壓特征值取值區(qū)間■%該區(qū)間是指過(guò)電壓發(fā)生(T5ms的時(shí)間段；
(2)操作過(guò)電壓特征值取值區(qū)間ち，該區(qū)間是指過(guò)電壓發(fā)生5 10ms的時(shí)間段；
(3)暫時(shí)過(guò)電壓特征值取值區(qū)間ら，該區(qū)間是指過(guò)電壓發(fā)生l(T20ms的時(shí)間段；
在這三個(gè)時(shí)間區(qū)間上分別提取不同的特征量，根據(jù)判據(jù)規(guī)則對(duì)得到的特征量進(jìn)行判斷，并對(duì)該時(shí)間區(qū)間賦予按判據(jù)規(guī)則設(shè)計(jì)的編碼，最后同一類(lèi)型過(guò)電壓在經(jīng)過(guò)三個(gè)區(qū)間的特征值提取和判斷后會(huì)得到惟一的一串編碼，根據(jù)編碼對(duì)應(yīng)的不同過(guò)電壓類(lèi)型，據(jù)此可以區(qū)分出不同類(lèi)別的過(guò)電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)電壓的辨識(shí)。進(jìn)ー步，其中，各區(qū)間提取的特征量以及設(shè)定的判據(jù)規(guī)則、編碼規(guī)則如下
A.在· ι區(qū)間內(nèi)提取過(guò)電壓倍數(shù)和三相波形相似度這兩個(gè)特征量
根據(jù)直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓的過(guò)電壓倍數(shù)，設(shè)計(jì)判據(jù)THL，THL為直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓過(guò)電壓倍數(shù)的門(mén)限值，當(dāng)在該區(qū)間提取得到的過(guò)電壓倍數(shù)大于THL吋，賦編碼值“1”，否則賦編碼值“O”;
根據(jù)三相波形相似度設(shè)計(jì)判據(jù)，如果提取的波形為高度相似賦編碼值“2”，相似度差賦編碼值“ I ”，如未能滿足判據(jù)條件或波形相似度不在設(shè)計(jì)判據(jù)的判別范圍內(nèi)賦編碼制“O” ；
B.在ら區(qū)間內(nèi)提取振蕩分量特征和過(guò)電壓倍數(shù)兩個(gè)特征量
操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓中有振蕩分量的存在，可以為過(guò)電壓的辨識(shí)提供參量，設(shè)計(jì)判據(jù)規(guī)則當(dāng)提取的過(guò)電壓中振蕩分量為高、中、低頻振蕩時(shí)，分別賦編碼值為“3”、“2”、“1”，若過(guò)電壓中無(wú)明顯振蕩分量的特征，賦編碼值“O” ；
合閘空載線路時(shí)，系統(tǒng)中的電感和電容參數(shù)發(fā)生變化，引起電磁能量重新分配，會(huì)產(chǎn)生幅值較高的過(guò)電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)判據(jù)THC，當(dāng)提取得到的過(guò)電壓倍數(shù)大于THC時(shí)，賦編碼值“1”，否則賦編碼值“O”；
C.在ら(20ms)區(qū)間內(nèi)提取三相波形畸變程度、主要頻率分量類(lèi)型和過(guò)電壓倍數(shù)三個(gè)特征量
提取過(guò)電壓的波形，根據(jù)三相波形畸變程度設(shè)計(jì)編碼規(guī)則嚴(yán)重賦編碼值“2”，近似正弦波賦編碼值“I”，無(wú)明顯該特征賦編碼值“O” ；
若過(guò)電壓波形中高頻分量為主則賦編碼值“ 2 ”，低頻分量為主則賦編碼值“ I ”，若波形中頻率分量類(lèi)型的集中性差則賦編碼值“O” ；
若提取的電壓為エ頻電壓則賦編碼制“ I ”，否則賦編碼值“O”。進(jìn)一歩，編碼對(duì)應(yīng)的過(guò)電壓類(lèi)型如下表所示
權(quán)利要求
1.采用多參量比值代碼的電網(wǎng)過(guò)電壓識(shí)別方法，其特征在于所述方法是將過(guò)電壓波形劃分為三個(gè)特征值取值區(qū)間 (1)雷電過(guò)電壓特征值取值區(qū)間~該區(qū)間是指過(guò)電壓發(fā)生(T5ms的時(shí)間段； (2)操作過(guò)電壓特征值取值區(qū)間％，該區(qū)間是指過(guò)電壓發(fā)生5 10ms的時(shí)間段； (3)暫時(shí)過(guò)電壓特征值取值區(qū)間％，該區(qū)間是指過(guò)電壓發(fā)生l(T20ms的時(shí)間段； 在這三個(gè)時(shí)間區(qū)間上分別提取不同的特征量，根據(jù)判據(jù)規(guī)則對(duì)得到的特征量進(jìn)行判斷，并對(duì)該時(shí)間區(qū)間賦予按判據(jù)規(guī)則設(shè)計(jì)的編碼，最后同一類(lèi)型過(guò)電壓在經(jīng)過(guò)三個(gè)區(qū)間的特征值提取和判斷后會(huì)得到惟一的一串編碼，根據(jù)編碼對(duì)應(yīng)的不同過(guò)電壓類(lèi)型，據(jù)此可以區(qū)分出不同類(lèi)別的過(guò)電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)電壓的辨識(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過(guò)電壓分區(qū)編碼識(shí)別過(guò)電壓傳感器的方法，其特征在于各區(qū)間提取的特征量以及設(shè)定的判據(jù)規(guī)則、編碼規(guī)則如下 A.在4區(qū)間內(nèi)提取過(guò)電壓倍數(shù)和三相波形相似度這兩個(gè)特征量 根據(jù)直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓的過(guò)電壓倍數(shù)，設(shè)計(jì)判據(jù)THL，THL為直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓過(guò)電壓倍數(shù)的門(mén)限值，當(dāng)在該區(qū)間提取得到的過(guò)電壓倍數(shù)大于THL時(shí)，賦編碼值“1”，否則賦編碼值“O”; 根據(jù)三相波形相似度設(shè)計(jì)判據(jù)，如果提取的波形為高度相似賦編碼值“2”，相似度差賦編碼值“ I ”，如未能滿足判據(jù)條件或波形相似度不在設(shè)計(jì)判據(jù)的判別范圍內(nèi)賦編碼值“O” ； B.在4區(qū)間內(nèi)提取振蕩分量特征和過(guò)電壓倍數(shù)兩個(gè)特征量 操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓中有振蕩分量的存在，可以為過(guò)電壓的辨識(shí)提供參量，設(shè)計(jì)判據(jù)規(guī)則當(dāng)提取的過(guò)電壓中振蕩分量為高、中、低頻振蕩時(shí)，分別賦編碼值為“3”、“2”、“1”，若過(guò)電壓中無(wú)明顯振蕩分量的特征，賦編碼值“O” ； 合閘空載線路時(shí)，系統(tǒng)中的電感和電容參數(shù)發(fā)生變化，引起電磁能量重新分配，會(huì)產(chǎn)生幅值較高的過(guò)電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)判據(jù)THC，當(dāng)提取得到的過(guò)電壓倍數(shù)大于THC時(shí)，賦編碼值“1”，否則賦編碼值“O”； C在％ UOms)區(qū)間內(nèi)提取三相波形畸變程度、主要頻率分量類(lèi)型和過(guò)電壓倍數(shù)三個(gè)特征量 提取過(guò)電壓的波形，根據(jù)三相波形畸變程度設(shè)計(jì)編碼規(guī)則嚴(yán)重賦編碼值“2”，近似正弦波賦編碼值“I”，無(wú)明顯該特征賦編碼值“O” ； 若過(guò)電壓波形中高頻分量為主則賦編碼值“ 2 ”，低頻分量為主則賦編碼值“ I ”，若波形中頻率分量類(lèi)型的集中性差則賦編碼值“O” ； 若提取的電壓為工頻電壓則賦編碼值“ I ”，否則賦編碼值“O”。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)電壓分區(qū)編碼識(shí)別過(guò)電壓傳感器的方法，其特征在于編碼對(duì)應(yīng)的過(guò)電壓類(lèi)型如下表所示
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用多參量比值代碼的電網(wǎng)過(guò)電壓識(shí)別方法，是將過(guò)電壓波形劃分為雷電過(guò)電壓特征值取值區(qū)間，操作過(guò)電壓特征值取值區(qū)間和暫時(shí)過(guò)電壓特征值取值區(qū)間；在這三個(gè)時(shí)間區(qū)間上分別提取不同的特征量，根據(jù)判據(jù)規(guī)則對(duì)得到的特征量進(jìn)行判斷，并對(duì)該時(shí)間區(qū)間賦予按判據(jù)規(guī)則設(shè)計(jì)的編碼，最后同一類(lèi)型過(guò)電壓在經(jīng)過(guò)三個(gè)區(qū)間的特征值提取和判斷后會(huì)得到惟一的一串編碼，根據(jù)編碼對(duì)應(yīng)的不同過(guò)電壓類(lèi)型，據(jù)此可以區(qū)分出不同類(lèi)別的過(guò)電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)電壓的辨識(shí)。該方法能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的過(guò)電壓波形等數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理提取能夠有效反映過(guò)電壓本質(zhì)特征的參量，根據(jù)相應(yīng)的判據(jù)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)多種過(guò)電壓的有效識(shí)別。
文檔編號(hào)G01R19/165GK102735947SQ201210182000
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者司馬文霞, 周海, 曾華榮, 杜林 , 趙立進(jìn), 陳寰 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院