本發(fā)明涉及電力設(shè)備狀態(tài)評估領(lǐng)域，更具體地，涉及一種群體相位誤差指引的電容式電壓互感器異常介損診斷方法。

背景技術(shù)：

1、電容式電壓互感器(capacitor?voltage?transformer，簡稱cvt)是電力系統(tǒng)中重要的電能計量和保護(hù)設(shè)備，它主要由電容分壓單元和電磁單元兩部分組成。介質(zhì)損耗反映cvt電容分壓單元絕緣的受潮和老化程度，是內(nèi)絕緣性能的重要特征參數(shù)。cvt介質(zhì)損耗異常增大，將引發(fā)局部放電，造成cvt電容單元擊穿等故障，危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，監(jiān)測cvt介質(zhì)損耗狀態(tài)，定位異常cvt并及時運(yùn)維十分重要。

2、cvt的介質(zhì)損耗異常程度監(jiān)測依賴于介質(zhì)損耗因數(shù)的測量。當(dāng)前，高壓電網(wǎng)中cvt電容分壓單元介質(zhì)損耗測量的主流方法為絕緣預(yù)防性試驗，目前有正接法、反接法和自激法三種測試方法，該方法需要與計劃性停電配合，其檢測周期固定導(dǎo)致“欠修”與“過修”問題并存，無法實(shí)時掌握周期內(nèi)cvt介質(zhì)損耗狀態(tài)。

3、應(yīng)對上述不足，在線監(jiān)測技術(shù)以其不停電開展優(yōu)勢獲得關(guān)注，該技術(shù)主要分為“硬件法”和“軟件法”2類。“硬件法”利用電壓、電流信號過零點(diǎn)之間的時間差實(shí)現(xiàn)對介質(zhì)損耗的測量，該方法測量精度極大依賴于濾波器性能及硬件電路的穩(wěn)定性和抗干擾性能。隨著數(shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)展，近年來，利用cvt自身測量數(shù)據(jù)診斷電容擊穿故障的數(shù)據(jù)驅(qū)動思路獲得廣泛關(guān)注，“軟件法”即依靠軟件并采用一定的數(shù)學(xué)分析方法來實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗因數(shù)的在線監(jiān)測。常規(guī)方法多采用信號重構(gòu)方案，基于介質(zhì)損耗角與電壓電流相量的關(guān)系診斷介質(zhì)損耗異常。專利cn106093593b提出了一種電容式電力設(shè)備介質(zhì)損耗在線檢測方法和系統(tǒng)，利用入地電流以及二次電壓，結(jié)合傅里葉分析，計算電容介質(zhì)損耗因數(shù)，文獻(xiàn)《duan?d?p,?zengy,?huang?c?j,?et?al.?digital?algorithm?based?on?orthogonal?decomposition?formeasurement?of?dielectric?loss?factor[j].?iet?generation,?transmission&distribution,?2008,?2(6):?868》提出了一種基于正交分解的介質(zhì)損耗測量數(shù)字算法，利用入地電流，計算有功電流與無功電流的范數(shù)之比，進(jìn)而計算電容介質(zhì)損耗因數(shù)。然而上述兩種方法均需額外加裝電流傳感器以采集cvt入地電流信號，成本較高且存在安全隱患，且算法性能受采集設(shè)備性能影響。

4、綜上，絕緣預(yù)防性試驗需與計劃性停電配合，存在“欠修”與“過修”問題；現(xiàn)有介質(zhì)損耗在線監(jiān)測技術(shù)算法性能依賴于采集設(shè)備性能且需加裝額外傳感器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種群體相位誤差指引的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，在于無需加裝額外檢測裝置即可實(shí)現(xiàn)cvt介質(zhì)損耗異常的在線診斷。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種群體相位誤差指引的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，包括：

3、步驟s1：針對變電站內(nèi)處于并列運(yùn)行狀態(tài)的同一電壓等級的母線或線路，以同相電容式電壓互感器cvt構(gòu)建為群體，采集群體二次電壓初相位數(shù)據(jù)，=[ , ....， ，...，]，n表示cvt的數(shù)量，m表示采樣點(diǎn)的數(shù)量，j表示cvt的索引，i表示采樣點(diǎn)的索引；

4、步驟s2：對群體二次電壓初相位數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，構(gòu)建群體相位特征量，基于所述群體相位特征量計算群體相位特征偏移量，=[，，...，,...,；

5、步驟s3：利用小波分解重構(gòu)對進(jìn)行噪聲去除，記為，利用時序分解算法將分解，去除周期波動量，獲得，構(gòu)建群體介損相位偏移特征量，=[，，...，,...,]；

6、步驟s4：基于密度聚類方法對群體介損相位偏移特征量進(jìn)行聚類，將劃分為不同群體，規(guī)模最大的群體對應(yīng)的cvt介質(zhì)損耗正常，其它群體對應(yīng)的cvt介質(zhì)損耗異常，定位介質(zhì)損耗異常的cvt；

7、步驟s5：針對正常cvt構(gòu)建參考相位特征量，基于參考相位特征量計算參考相位特征偏移量，=[，，...，,...,，基于去噪算法和時序分解算法對參考相位特征偏移量去除噪聲和周期波動量，構(gòu)建介損相位誤差特征量，=[，，...，,...,];

8、步驟s6：基于介損相位誤差特征量與介質(zhì)損耗的映射關(guān)系，計算異常cvt的介質(zhì)損耗因數(shù)。

9、本發(fā)明提供的一種群體相位誤差指引的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，采集變電站內(nèi)同一電壓等級同相電容式電壓互感器（cvt）二次電壓初相位數(shù)據(jù)；對二次電壓初相位數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，基于小波分解重構(gòu)和時序分解算法構(gòu)建介損相位偏移特征量；對介損相位偏移特征量進(jìn)行密度聚類，定位異常cvt；利用正常cvt二次電壓初相位數(shù)據(jù)構(gòu)建介損相位誤差特征量，計算異常cvt的介質(zhì)損耗因數(shù)。通過本發(fā)明提出的介質(zhì)損耗異常診斷方法，可擺脫周期性停電的依賴，無需額外加裝傳感器即可實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗異常cvt的定位與異常程度監(jiān)測，實(shí)時評估cvt電容單元絕緣劣化狀態(tài)，避免潛在絕緣故障的進(jìn)一步發(fā)展，保障cvt及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種群體相位誤差指引的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，其特征在于，所述步驟s2包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，其特征在于，所述步驟s3包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，其特征在于，所述步驟s4中包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，其特征在于，所述步驟s4還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，其特征在于，所述步驟s5包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，其特征在于，所述步驟s6包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種群體相位誤差指引的電容式電壓互感器異常介損診斷方法，采集變電站內(nèi)同一電壓等級同相電容式電壓互感器（CVT）二次電壓初相位數(shù)據(jù)；對二次電壓初相位數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，基于小波分解重構(gòu)和時序分解算法構(gòu)建介損相位偏移特征量；對介損相位偏移特征量進(jìn)行密度聚類，定位異常CVT；利用正常CVT二次電壓初相位數(shù)據(jù)構(gòu)建介損相位誤差特征量，計算異常CVT的介質(zhì)損耗因數(shù)。通過本發(fā)明提出的介質(zhì)損耗異常診斷方法，可擺脫周期性停電的依賴，無需額外加裝傳感器即可實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗異常CVT的定位與異常程度監(jiān)測，實(shí)時評估CVT電容單元絕緣劣化狀態(tài)，避免潛在絕緣故障的進(jìn)一步發(fā)展，保障CVT及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：何成,方靜,李紅斌,張傳計,郭盼盼,嚴(yán)欣,王子信
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19