【摘要】：作為電力系統(tǒng)中信號采集的關(guān)鍵設(shè)備之一,電容式電壓互感器因其良好的絕緣性能和經(jīng)濟性而被廣泛應用于110kV及以上電力系統(tǒng)中。電壓等級越高,其優(yōu)勢就越明顯。這種形式的電壓互感器相比傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器結(jié)構(gòu)較為復雜,計量誤差狀態(tài)(準確度等級要求為0.2級)在運行過程中容易受到多種因素的影響,穩(wěn)定性較低。作為測量設(shè)備,計量誤差的長期穩(wěn)定性是衡量電容式電壓互感器運行性能最重要的參數(shù)之一。電容式電壓互感器現(xiàn)有的誤差狀態(tài)評估方法是在一定的運行周期內(nèi),在停電狀態(tài)下利用標準器與被校電容式電壓互感器進行誤差比對檢測。由于高壓輸變電線路停電操作困難,大量在運電容式電壓互感器處于超檢定周期運行狀態(tài),計量誤差存在超差風險,對電能的公平貿(mào)易結(jié)算造成一定的隱患�，F(xiàn)有周期停電檢驗模式已不適應智能變電站對關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測的運行要求。如何在不停電的條件下實現(xiàn)電容式電壓互感器計量誤差的狀態(tài)評估和預測,是保證智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行亟待解決的難題。本文針對這一問題開展了研究,主要工作包括:(1)不停電條件下實現(xiàn)電容式電壓互感器計量誤差狀態(tài)評估的關(guān)鍵問題在于評估標準量的選擇。本文提出的新的技術(shù)路線是:發(fā)掘電網(wǎng)運行過程中某些不變的或可描述變化規(guī)律的運行參數(shù),將其作為評估標準量,根據(jù)電容式電壓互感器的輸出值,采用數(shù)理統(tǒng)計的方法判斷這些參數(shù)是否不變或符合已知規(guī)律,從而實現(xiàn)對電容式電壓互感器計量誤差的狀態(tài)評估。基于該思路,提出了一種基于信息物理相關(guān)性分析的計量誤差狀態(tài)評估模型。以輸變電線路節(jié)點三相電壓不平衡度的短時不變特性建立評估標準量,此時三相電容式電壓互感器的二次輸出線性相關(guān)。利用主元分析的方法對電容式電壓互感器的二次輸出進行分析,通過建立Q統(tǒng)計量,將電容式電壓互感器計量誤差的狀態(tài)評估映射為信息物理相關(guān)性約束下Q統(tǒng)計量的狀態(tài)評估。設(shè)計實驗模擬電容式電壓互感器的誤差變化,評估結(jié)果表明該評估模型可檢測的幅值誤差變化優(yōu)于0.1%,可檢測的相位誤差變化優(yōu)于4。(2)從長期運行的角度看電網(wǎng)屬于一種時變系統(tǒng),一次電壓的時變特性導致節(jié)點的三相不平衡度并不會長期在一個較小的固定范圍內(nèi)波動,利用傳統(tǒng)主元分析方法進行誤差狀態(tài)的長期評估時容易發(fā)生誤判。針對這一問題,提出了一種基于可變步長-移動窗主元分析的誤差狀態(tài)長期評估方法:根據(jù)電容式電壓互感器二次輸出信息的實時變化程度自適應的更新和選擇狀態(tài)評估模型。以采集的變電站長期實際運行數(shù)據(jù)為電壓信號源,對正常運行的電容式電壓互感器進行誤差狀態(tài)評估,誤判率明顯降低。設(shè)計頻率實驗和溫度實驗模擬電容式電壓互感器的突變誤差和漸變性誤差,評估結(jié)果表明該方法對突變誤差和漸變性誤差均有較好的檢測能力。(3)針對電容式電壓互感器計量誤差的狀態(tài)預測問題,在電容式電壓互感器計量誤差狀態(tài)評估的基礎(chǔ)上,選擇表征電容式電壓互感器計量誤差狀態(tài)的Q統(tǒng)計量及其統(tǒng)計控制閥值為預測對象,利用時間序列分析法建立了基于Q-ARMA的電容式電壓互感器計量誤差狀態(tài)預測模型,根據(jù)歷史評估數(shù)據(jù)預測電容式電壓互感器的計量誤差狀態(tài)在下一個采樣時刻或未來某一時間段內(nèi)的變化情況。實驗結(jié)果表明在單步預測下,電容式電壓互感器計量誤差的狀態(tài)預測值與實際值之間的誤差約為5%,初步實現(xiàn)了電容式電壓互感器計量誤差狀態(tài)預測方法的探索。(4)研制了一種高精度同步信號采集裝置,用于對電容式電壓互感器的二次輸出信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和預處理,國家高電壓計量站的校準試驗表明,其測量準確度可達0.05級。利用高精度同步信號采集裝置,在某220kV變電站建立了電容式電壓互感器計量誤差狀態(tài)評估和預測系統(tǒng),實現(xiàn)了4組12臺電容式電壓互感器計量誤差的狀態(tài)監(jiān)測。現(xiàn)場工程應用情況表明,本文所提出的方法可判斷和預測電容式電壓互感器計量誤差狀態(tài)的異常變化現(xiàn)象。本文在不停電條件下針對電容式電壓互感器計量誤差的狀態(tài)評估和預測方法進行了研究,相關(guān)的理論研究和分析方法可借鑒用于其他類型電力傳感器測量誤差的狀態(tài)評估上,具有重要的理論和工程應用價值。
【圖文】：

EVT 屬于一種新型電測量積和成本等方面均具有較大的優(yōu)勢，但行狀態(tài)，暫不能成為法定計量設(shè)備。C中，具有絕緣性能更好、成本更低的優(yōu)計的相關(guān)數(shù)據(jù)表明[21]，，在高等級的電網(wǎng)T 的使用數(shù)量占有較大的優(yōu)勢。原理如圖 1-1 所示，其中 、 分別為器 ，補償電抗器 、阻尼裝置 D 以及CVT 接入高壓系統(tǒng)后由電容分壓器將降低了電磁單元的絕緣要求，再由中間測控、保護和通信等應用。CVT 的二1n（2a2n、3a3n）為主二次繞組接線端

1-2 CVT 的性能評價項目及流程現(xiàn)場校驗方法行后需要對其關(guān)鍵性能指標和和經(jīng)濟的運行。對于在運 CV檢測的運行維護模式，即根據(jù)期內(nèi)，利用標準器與被試 CV標。按照國家標準[11]的要求壓互感器或電容分壓器定期開法的試驗原理接線如圖 1-3 所示法[43]。如圖 1-3a 所示為高壓試 CVT 二次輸出電壓的低壓
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM451.2

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 盧樹峰;張竹;陳剛;李紅斌;陳銘明;胡琛;趙雙雙;田正其;;適用于智能電網(wǎng)的任意波形輸出功率源[J];電測與儀表;2015年21期

2 張秋雁;程含渺;李紅斌;魏偉;;數(shù)字電能計量系統(tǒng)誤差多參量退化評估模型及方法[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年11期

3 袁野;陳劍;賈志東;陸國俊;范偉男;關(guān)志成;;10kV XLPE電纜受潮絕緣特性研究[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年10期

4 邱天;白曉靜;鄭茜予;朱祥;;多元指數(shù)加權(quán)移動平均主元分析的微小故障檢測[J];控制理論與應用;2014年01期

5 程瑛穎;吳昊;楊華瀟;侯興哲;肖冀;李成祥;姚陳果;;電能計量裝置狀態(tài)模糊綜合評估及檢驗策略研究[J];電測與儀表;2012年12期

6 王洪彬;唐昆明;徐瑞林;朱小軍;李筱婧;;數(shù)字化變電站電子式互感器漸變性故障診斷方法研究[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2012年24期

7 廖瑞金;楊麗君;鄭含博;汪可;馬志欽;;電力變壓器油紙絕緣熱老化研究綜述[J];電工技術(shù)學報;2012年05期

8 司馬文霞;徐康;楊慶;袁濤;汪銳;陳瑜;;氣壓和污穢不均勻度對染污絕緣子泄漏電流的影響[J];高電壓技術(shù);2012年03期

9 張秋雁;李鵬程;肖監(jiān);歐家祥;張志;;電子式互感器數(shù)字輸出校驗系統(tǒng)的研究[J];電測與儀表;2012年01期

10 孟祥甫;劉于超;李振東;;電容式電壓互感器現(xiàn)場校驗方法改進探討[J];電測與儀表;2010年S2期

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 李振華;電子式互感器性能評價體系關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2014年

2 王姝;基于數(shù)據(jù)的間歇過程故障診斷及預測方法研究[D];東北大學;2010年

3 李榮雨;基于PCA的統(tǒng)計過程監(jiān)控研究[D];浙江大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 劉濤;電容式電壓互感器校驗及誤差分析[D];山東大學;2017年

2 李永森;電容式電壓互感器誤差特性影響因素研究[D];重慶大學;2016年

3 閻坤;基于時間序列模型的分析預測算法的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2008年

本文編號：2644902