基于虚拟仪器的氧化锌避雷器绝缘检测系统设计

氧化锌避雷器(MOA)是电力系统中重要的过电压保护设备,检测其阻性电流有助于及时发现设备的老化和受潮故障。采用了虚拟仪器技术设计了MOA泄漏电流检测系统,采用阻性电流谐波分析法提取了全电流中的阻性电流分量。论文对该系统的硬件选型、设计、软件开发及功能模块进行了重点论述。实际应用表明该系统操作简单,测试精度高,功能模块扩展方便,满足工程需要。     

交流金属氧化物避雷器受潮与阻性电流的关系

为了能够有效监测MOA的运行状态,及时发现MOA的事故隐患,避免事故扩大,对高压、超高压、特高压交流无间隙金属氧化物避雷器受潮时泄漏电流变化规律进行了试验研究,分析了泄漏电流与受潮状态和各电流分量反应灵敏度的关系。试验结果表明:MOA受潮时阻性电流基波有明显变化,在一些情况下阻性电流3次谐波比基波对MOA受潮的反映更为灵敏,阻性电流3次谐波也可以作为MOA状态监测参量,并给出了不同受潮状态下阻性电流的变化规律,为避雷器在线监测状态参量的选取和判据的确定提供依据。     

基于各次谐波法的MOA阻性电流检测方法探讨

金属氧化物避雷器（MOA）的小电流特性决定了它的工频稳定性,其阻性电流的变化能反映MOA老化或受潮的状态。介绍了MOA检测原理及常用检测方法,利用各次谐波法对ZnO阀片阻性电流进行了测试,取得了较好的效果。     

金属氧化物避雷器电流基本参数分析

为了解哪些电气参数能正确反映金属氧化物避雷器(MOA)电气性能的变化及如何判断MOA性能的优劣,对MOA电流基本参数的物理性能进行了分析和讨论,论证了阻性电流参数与MOA性能变化间的关系。结果表明,阻性电流峰值能综合反映MOA的受潮、元件损坏、表面污秽和阀片老化等参数的变化,是反映MOA性能的重要指标;阻性电流基波对MOA阀片老化的反映不灵敏,不能单独以它作为判断MOA性能好坏的指标;应该根据各基本电流参数的变化来综合分析判断MOA电气性能的优劣。     

氧化锌避雷器受潮与电气参数的关系

为能够有效监测氧化锌避雷器在线状态,及时发现故障,避免重大事故发生,对500 kV无间隙瓷外套氧化锌避雷器在不同受潮位置下各类电气参数的变化进行了试验,分析了全电流、阻性电流分量、阻性电流3次谐波、5次谐波、有功损耗、相位角对氧化锌避雷器受潮反应灵敏度的关系。试验结果表明:受潮位置不同,MOA各个电气参数的变化也不同;全电流、相位角对MOA受潮反应灵敏度不够,只能作为对MOA受潮进行判断的初步依据;阻性电流分量、阻性电流3次谐波相结合可作为判别MOA受潮位置的依据;阻性电流5次谐波与有功损耗对MOA受潮反应灵敏度高,可作为监测MOA运行状态的重要参量。在试验室对500 kV MOA不同受潮位置下各个电气参数进行了试验研究分析,因氧化锌避雷器实际运行时的周围环境与试验室环境差异较大,所得结论可供读者参考。     

外部环境因素对MOA在线监测影响的试验

为研究因环境因素所引起的MOA表面泄漏电流的变化对MOA在线监测结果的影响,通过模拟试验获取了MOA在不同环境条件下的主要绝缘特征参数,进而分析了外部环境因素对MOA在线监测的影响规律。试验结果表明:温度对MOA在线监测结果影响很大,当温度从10°C增加到120°C时全电流几乎增加了一倍,温度对于阻性电流、阻性电流基波分量、阻性电流三次谐波分量以及功率损耗在线监测值变化的影响更大;对于污秽较重的地区,相对湿度对MOA在线监测结果影响同样很大,相对湿度增加时导致泄漏电流增加(主要是阻性电流基波分量,约增加了几十倍),且相对湿度较大时所得的泄漏电流中存在脉冲放电现象,因此,如果直接用测量值和规程规定值作比较是不合适的,需要同时考虑这些环境因素对MOA在线监测结果的影响,从而能对MOA的绝缘状况作出正确的判断。     

基于正交分解的MOA泄漏电流有功分量提取算法

监测金属氧化物避雷器(MOA)泄漏电流的根本目的在于监测MOA因老化、受潮等原因引起的有功功耗的增加和发热等状况.本文应用功率理论对MOA泄漏电流的阻性分量进行了分析,指出当电网电压存在谐波时,泄漏电流中只有与电压同形同相仅幅值相差一个比例系数的分量消耗有功功率.然后根据Fryze的经典功率理论,将泄漏电流正交分解为有功分量与无功分量.利用两者在欧氏函数空间的正交特性,提出了一种提取有功电流分量的新算法,并推导出了该算法的数字化简化公式.最后应用五次多项式拟合方法建立了正常与老化状态下MOA的数学模型,通过仿真算例验证了该算法的正确性与有效性.该算法物理意义明确,从根本上克服了电网电压谐波的影响,可用于MOA的带电检测和在线监测.     

水电厂GIS氧化锌避雷器泄漏电流在线监测与分析

氧化锌避冒器（MOA）在保护电力系统安全运行上有十分重要的作用，由于长期承受工频电压。冲击电压和内部受潮等影响，引起内部氧化锌阀片（MOV）老化，阻性电流增加，功耗增大，导致MOA内部阀片温度升高。直至发生热崩溃。为了及时发现MOA的隐患，需要经常监测其运行状态。本文在线监测了CIS氧化避雷器的泄漏电流与阻性电流，并对结果进行了分析。     

基于三相电流法的金属氧化物避雷器带电测量研究

分析了金属氧化物避雷器MOA(Metal Oxide Arrester)带电测量时泄漏电流的特点,提出带电测量时判断MOA早期故障的依据是阻性电流是否存在增量,并指出带电测量的关键是正确测量阻性电流基波的变化。提出了一种三相电流法测量阻性电流,并在理论分析的基础上,研制了MOA带电测量装置。利用该装置进行了模拟阻性电流增大的实验,结果表明,三相电流法能够正确测量出阻性电流的增量。可以方便地对MOA早期故障进行判断。     

一种新的MOA阻性电流提取算法

根据小电流区金属氧化物避雷器(MOA)等值电路模型为非线性电阻和电容并联的原理分析了非线性电阻和电容产生的电流,指出二者之间存在正交关系,并进行了证明。在此基础上提出了一种获取MOA泄漏电流中阻性分量的方法。即使MOA电阻的非线性关系和晶介电容值未知时,理论上该方法仍然可以获得准确的阻性电流,且不受电压信号中存在谐波的影响,同时可以获得准确的晶介电容值。基于Matlab实现了多种算法,使用MOA模型仿真出了电压和泄漏电流信号,多种方法的计算结果中所提算法具有最小误差,电压谐波存在时误差均为0;实验室实测了10 kV MOA的电压和泄漏电流,计算结果表明所提算法具有最高的稳定性。     

MOA泄漏电流相关概念分析

测量MOA的阻性电流,对于反映MOA是否受潮以及其运行状态具有重要意义。根据目前众多测试仪的特性,对与MOA泄漏电流相关的几个容易混淆的概念进行了分析,提出了对于测量数据的精确分析方法,以便现场检修人员正确判断MOA的状态。     

基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法

金属氧化物避雷器(metallic oxide arrester, MOA)的阻性电流是衡量避雷器运行状态的关键参数,传统的阻性电流测量方法易受到瞬时高频干扰信号、实际环境因素等影响,致使测量结果产生较大偏差,进而影响MOA的在线监测结果。为此,提出了一种基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法。先对避雷器的电压和全泄漏电流频谱进行相位因子变换,通过多频点插值算法得到MOA的全电流参数和电流、电压相位差参数;再将计算出的全电流和相位差参数与温度、湿度参数进行三维曲面拟合建模,并求解模型得到消除环境因素影响的MOA阻性电流。研究结果表明:多组仿真试验和实测数据均验证了所提方法的准确性和有效性,其中220kV、110kV避雷器的阻性电流波动值分别降低了74%和67%。该方法消除了高频噪声信号、谐波和间谐波等干扰影响,解决了避雷器监测参数一直遭受环境温度、湿度因素干扰的难题,能满足实际工程测量要求,可实现MOA阻性电流的准确监测及异常甄别。     

MOA新在线检测系统及其仿真研究

提出了一套有望提高MOA故障判断准确度的在线检测系统。系统通过传感器测取每相MOA的泄漏电流并计算出三相MOA的接地电流,综合利用基波阻性电流法、零序电流法以及电流3次谐波法综合诊断MOA运行状况,以DSP作为整套系统的数据处理核心,实现系统工作参数的现场设定、诊断结果的现场显示以及数据的后台管理。     

一次220kV氧化锌避雷器红外测温异常的处理

介绍了一次 2 2 0kV氧化锌避雷器 (MOA)红外测温异常的处理 ,通过对异常MOA的带电检测、停电试验、解体检查的分析 ,指出红外测温、阻性电流测量可及时准确发现MOA受潮故障     

应用移相法去除相间耦合对MOA泄漏电流的影响

测量MOA的阻性电流,对于反映MOA是否受潮以及其运行状态具有重要意义.在比较各种测量方法的基础上,提出一种新的测量方法,应用软件移相法去除相间耦合对MOA阻性电流的影响.     

基于EMD-WPT-SVD和指数加权平均的MOA阻性电流去干扰方法

金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)阻性电流测量受环境干扰、高频噪声干扰和脉冲干扰等因素的影响,阻性电流实测信号必然含有多种强干扰成分.针对传统阻性电流去干扰方法在多种并发干扰情形下难以适用的难题,提出了一种基于EMD-WPT-SVD和指数加权平均的MOA阻性电流去干扰方法.首先,依据阻性电流中周期干扰的基波频率、采样频率和特征频率是否被间谐波浸没的特点,选取最佳分解层数和最优小波基;其次,对MOA阻性电流进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),将含有特征频率的模态分量再使用小波包变换(wavelet packet transform,WPT),使每个子信号最多含有一个特征频率;再采用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)准确提取所有子信号中的周期分量;最后,从原信号中准确消除阻性电流受到的周期干扰,然后通过指数加权平均算法得到能真实反映MOA工况的阻性电流变化趋势.将模拟信号和工程实测数据与多种经典方法进行比较,结果证明:所提方法能消除阻性电流的多种干扰,得到能真实反映MOA实时工况的阻性电流,其结果满足实际工程测量的要求.     

基于自适应VMD和A-SVD的MOA在线监测方法

阻性电流是反映金属氧化物避雷器(MOA)绝缘状态的关键参数。电力系统正常运行时的MOA阻性电流非常小,阻性电流实测有效值数据易受到高频噪声、白噪声、随机脉冲等干扰影响,造成报警装置误报警。然而,现有方法难以有效消除上述干扰对阻性电流的影响,因此提出了一种基于自适应变分模态分解 (adaptive variational mode decomposition,A-VMD)和自适应奇异值分解(adaptive singular value decomposition,A-SVD)的MOA在线监测方法。首先,通过顺序递增二次惩罚因子和分解层数值,以能量和损失指标衡量VMD分解的效果,寻找分解层数和二次惩罚因子的最优参数值。然后,采用A-SVD消除经A-VMD初步去噪后阻性电流中少量残留白噪声,为监测MOA绝缘状态提供可靠依据。仿真试验和实测数据均证明了该方法的有效性,处理结果满足实际工程的需求。     

3例金属氧化物避雷器故障分析

介绍了运行中的金属氧化物避雷器(MOA)额定电压选择过低、抗老化性能差、受潮3例常见的故障及其特征,对故障进行了分析和判断,采取更换额定电压合格的氧化锌避雷器;尽量选择较高的额定电压,延缓避雷器的老化过程,提高其工作可靠性;发现泄漏电流数值较出厂值增长超过20%或三相泄漏电流数值差值超过20%时,要当作重大缺陷上报有关部门分析处理等措施,以预防此类故障再次发生。     

一起避雷器泄漏电流异常增大特殊案例分析

MOA在运行中出现泄漏电流异常增大时,一般认为由外部环境、内部受潮和阀片劣化造成。现场巡视时发现一只投运3年的MOA仅遭2次雷击便出现泄漏电流异常增大的情况。通过对该避雷器进行带电检测、停电出厂试验和解体观察等分析,逐步排除了外部环境、内部受潮和家族性阀片劣化等可能。结合现场落雷情况和短时间内2次大电流冲击试验,结果表明,该避雷器短时间内遭受了2次雷击,大量热量堆积致使阀片内低阻通道融穿,导致泄漏电流异常增大。     

应用于MOA三次谐波提取的带通滤波器设计

本文介绍了目前常用的MOA阻性泄漏电流提取方法。根据DL/T 987—2005标准所推荐避雷器泄漏电流标准波形,设计了窄带通滤波器,实现MOA阻性三次谐波电流的提取。测量结果表明,该电路可实现对MOA泄漏电流的三次谐波滤波,误差接近1%满足工程需要,因此论文设计的滤波电路可用于MOA泄漏电流的提取技术中。