一種電容型電流互感器在線故障診斷裝置及方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力設備在線監(jiān)測領域，特別涉及一種電容型電流互感器在線故障診 斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電容型電流互感器是電力系統(tǒng)中重要的設備之一，它的正常與否直接影響電力系 統(tǒng)的安全運行。近年來電容型電流互感器故障呈現(xiàn)上升趨勢，造成設備損壞的幾率增加，嚴 重威脅電流互感器的正常運行。目前，常規(guī)例行試驗（如絕緣電阻、介質(zhì)損耗測量）對于貫 穿性缺陷反應靈敏，但對于局部缺陷不夠靈敏。紅外測溫技術(shù)只有當故障發(fā)展到一定程度， 發(fā)生制熱才能檢測出來，難以診斷初期故障。油色譜檢測技術(shù)能夠檢測到電容式電流互感 器的初期故障，但是對于互感器該技術(shù)存在以下兩點不足：（1)離線油色譜檢測需要經(jīng)常 取油樣，互感器器身內(nèi)絕緣油本來不是很多，經(jīng)常取油樣將導致互感器內(nèi)缺油影響其安全 運行；（2)在線油色譜檢測設備昂貴，不適合單臺互感器。高頻局放以及超聲波局放檢測技 術(shù)能夠檢測到互感器內(nèi)部放電故障，但只有當互感器內(nèi)部放電時才能檢測到故障，難以實 現(xiàn)在線連續(xù)檢測，而且該方法無法檢測到互感器內(nèi)部電容屏受潮等故障。因此，鑒于以上檢 測方法的不足，本發(fā)明采用在線采集電容型電流互感器末屏泄漏電流信號，經(jīng)過降噪處理 后，提取反映主絕緣性能的敏感特征量，從而能夠在線診斷電容型電流互感器主絕緣內(nèi)部 受潮、局部放電、電容屏擊穿、末屏不穩(wěn)定接地、內(nèi)部零屏引線與零屏斷裂以及區(qū)分主絕緣 故障與二次線圈故障，對防止和減小電容型電流互感器故障進一步擴大與發(fā)展，正確指導 其檢修工作，預防電網(wǎng)事故具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對已知技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明采用在線采集電 容型電流互感器末屏泄漏電流信號，經(jīng)過降噪處理后，提取反映主絕緣性能的敏感特征量， 從而能夠在線診斷電容型電流互感器主絕緣內(nèi)部受潮、局部放電、電容屏擊穿、末屏不穩(wěn)定 接地、內(nèi)部零屏引線與零屏斷裂以及區(qū)分主絕緣故障與二次線圈故障，有利于防止和減小 電容型電流互感器故障進一步擴大與發(fā)展，正確指導其進行檢修。
[0004] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電容型電流互感器在線故障 診斷裝置，包括羅夫斯基線圈、泄漏電流信號前級處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、去噪處理模塊、 泄漏電流特征量提取模塊和故障診斷模塊，所述的羅夫斯基線圈設置于待測的電容型電流 互感器末屏地線上并順次連接泄漏電流信號前級處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、去噪處理模塊、 泄漏電流特征量提取模塊和故障診斷模塊。
[0005] 所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷裝置，所述的泄漏電流信號前級處理 模塊為信號放大電路。
[0006] 所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷裝置，所述的數(shù)據(jù)采集模塊為計算機 上所設置的數(shù)據(jù)采集卡。
[0007] -種電容型電流互感器在線故障診斷方法，采用如權(quán)利要求1-3所述的任一裝 置，包括以下步驟：
[0008] 步驟1 :羅夫斯基線圈采集電容型電流互感器末屏處的泄漏電流信號，將泄漏電 流信號變換成電壓信號，依次經(jīng)泄漏電流信號前級處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、去噪處理模塊 和泄漏電流特征量提取模塊進行處理，最后提取出反映主絕緣性能的泄漏電流特征量，將 泄漏電流特征量發(fā)送至故障診斷模塊進行分析；
[0009] 步驟2 :故障診斷模炔基于泄漏電流特征量與電容型電流互感器故障類型之間的 關(guān)系，建立最小支持向量機評估模型，對電容型電流互感器故障類型進行分析。
[0010] 所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷方法，所述的泄漏電流特征量包括泄 漏電流脈沖幅值熵、能量比和能量；
[0011] 脈沖幅值熵反映泄漏電流脈沖幅值的復雜程度，即：
【主權(quán)項】
1. 一種電容型電流互感器在線故障診斷裝置，其特征在于，包括羅夫斯基線圈、泄漏電 流信號前級處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、去噪處理模塊、泄漏電流特征量提取模塊和故障診斷 模塊，所述的羅夫斯基線圈設置于待測的電容型電流互感器末屏地線上并順次連接泄漏電 流信號前級處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、去噪處理模塊、泄漏電流特征量提取模塊和故障診斷 豐旲塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷裝置，其特征在于，所 述的泄漏電流信號前級處理模塊為信號放大電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷裝置，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)采集模塊為計算機上所設置的數(shù)據(jù)采集卡。
4. 一種電容型電流互感器在線故障診斷方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-3所述 的任一裝置，包括以下步驟： 步驟1 :羅夫斯基線圈采集電容型電流互感器末屏處的泄漏電流信號，將泄漏電流信 號變換成電壓信號，依次經(jīng)泄漏電流信號前級處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、去噪處理模塊和泄 漏電流特征量提取模塊進行處理，最后提取出反映主絕緣性能的泄漏電流特征量，將泄漏 電流特征量發(fā)送至故障診斷模塊進行分析； 步驟2 :故障診斷模炔基于泄漏電流特征量與電容型電流互感器故障類型之間的關(guān) 系，建立最小支持向量機評估模型，對電容型電流互感器故障類型進行分析。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷方法，其特征在于，所 述的泄漏電流特征量包括泄漏電流脈沖幅值熵、能量比和能量； 脈沖幅值熵反映泄漏電流脈沖幅值的復雜程度，即：
式中(k)為脈沖幅值，mA;1_為N個脈沖幅值之和，mA;p(k)為第k個脈沖幅值與Isum之比；S為脈沖幅值熵； 能量比反映泄漏電流正弦波形的畸變程度，即：
式中：iL(k)為O-lOOHz頻段泄漏電流瞬時采樣值，mA;EL為O-lOOHz頻段泄漏電流能 量，mA2 ?S;iH(k)為lOO-lOOOHz頻段泄漏電流瞬時采樣值，mA;EHSlOO-lOOOHz頻段泄漏 電流能量，mA2 ?S;K為兩頻段的能量比；fs為采樣頻率，5000Hz;N為數(shù)據(jù)采樣點數(shù)，5分鐘 一共采樣300父仁次； 能量反映了泄漏電流的整體大小，BP: E=El+Eh 式中屯為O-lOOHz頻段泄漏電流能量，mA2 ?S也為IOO-1000 Hz頻段泄漏電流能量，mA2 ?S;E為兩頻段能量之和，也就是O-lOOOHz頻段的能量，mA2 ?S。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷方法，其特征在于，所 述的電容型電流互感器故障類型包括：主絕緣內(nèi)部受潮、局部放電、電容屏擊穿、末屏不穩(wěn) 定接地、內(nèi)部零屏引線與零屏斷裂。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電容型電流互感器在線故障診斷方法，其特征在于，建 立最小支持向量機評估模型的步驟包括：提取泄漏電流特征量，進行歸一化處理，然后作為 訓練樣本，通過遺傳算法參數(shù)尋優(yōu)，建立最小支持向量機評估模型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電容型電流互感器在線故障診斷裝置與方法，包括羅夫斯基線圈、泄漏電流信號前級處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、去噪處理模塊、泄漏電流特征量提取模塊和故障診斷模塊，本發(fā)明能夠在線診斷電容型電流互感器主絕緣內(nèi)部受潮、局部放電、電容屏擊穿、末屏不穩(wěn)定接地、內(nèi)部零屏引線與零屏斷裂以及區(qū)分主絕緣故障與二次線圈故障，對防止和減小電容型電流互感器故障進一步擴大與發(fā)展，正確指導其檢修工作。
【IPC分類】G01R35-02
【公開號】CN104777446
【申請?zhí)枴緾N201510166578
【發(fā)明人】趙世華, 孫利朋, 劉赟, 萬勛, 劉興文
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學研究院
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月9日