[发明专利]一种电力设备绝缘状态评估方法

摘要

本发明公开了一种电力设备绝缘状态评估方法，很好的解决现有技术两种测量方法的不足，从而实现一种便携式绝缘状态评估测量装置。此种方法对于准确检测电力设备的绝缘老化状态特性参数，全面评估电力设备绝缘老化状态，从而对电力电网的运行稳定可靠有着极大的现实意义。

主权项

一种电力设备绝缘状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)初始化设置噪声及干扰探头，将噪声及干扰探头分别放置在工频信号抑制模块、升压功率因素调节模块、降压功率因素调节模块、交流谐波抑制模块、标准及被测试品上；2)启动噪声及干扰测量探头，读取t时刻噪声及干扰探头A、B、C、D、E的信号Ia(t)、Ib(t)、Ic(t)、Id(t)、Ie(t)、Temp(t)、Hum(t)，其中t为噪声及干扰探头采样时间，Temp(t)和Hum(t)为t时刻温度、湿度读取信号值；3)启动标准及被测试品，测量流经被测试品及标准品的电流Ix(n)、Ic(n)，其中n为被测试品电流及标准品电流采样点数；4)同步控制采集的数据分别存储于如下数组中：I1[n]＝Ia(t)；I2[n]＝Ib(t)；I3[n]＝Ic(t)；I4[n]＝Id(t)；I5[n]＝Ie(t)；Ix[n]＝Ix(t)；Ic[n]＝Ic(t)，以上公式中的n为1s内同步采集器在163840zh的采样速率时的采样点数，其n＝0‑163840；5)将上述数组代入下列加窗FFT公式中：in1=I0+Σn=1kW(n)*I(n)*sin(nwt+βn);]]>代入方法是将I1[n]、I2[n]、I3[n]、I4[n]、I5[n]、Ix[n]、Ic[n]、取代上面公式中的I(n)；其中，in1为输入信号对应的频域幅值，W(n)为加窗函数，I(n)为各次谐波电流对应的幅值，I0为直流分量，wt为采样信号频率，βn为基波及各次谐波相角，上式中n＝0～163840，k＝1～163840；6)将I1[n]、I2[n]、I3[n]、I4[n]进行叠加处理得出如下公式：Iz(n)＝I1[n]+I2[n]+I3[n]+I4[n]；将I5[n]、Ix[n]进行叠加处理得出如下公式：Ix2(n)＝I5[n]+Ix[n]；将I5[n]、Ic[n]进行叠加处理得出如下公式：Ic2(n)＝I5[n]+Ic[n]；7)用Iz(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将加窗FFT变换后的相位βz1、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；将Ix2(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将加窗FFT变换后的相位βx2、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；将Ic2(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将加窗FFT变换变换后的相位βc2、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；8)关闭噪声测量探头，同时记录噪声测量探头数据；9)设置输出高压电压值：0V‑50kv、输出高压频率值：40Hz‑75Hz、被测试接线方式；10)启动高压输出，闭环调节高压输出稳定后，同步启动噪声干扰测量探头、标准器、被测试品，记录噪声干扰探头数据，其测量数据存储于如下变量中：Iec1[n]＝Ia1(t)；Iec2[n]＝Ib2(t)；Iec3[n]＝Ic3(t)；Iec4[n]＝Id4(t)；Iec5[n]＝Ie5(t)；Iex[n]＝Iex(t)；Iec[n]＝Iec(t)，以上变量中的t＝1s,n＝163840；11)将Iec1[n]、Iec2[n]、Iec3[n]、Iec4[n]进行叠加处理得出如下公式：Iecz[n]＝Iec 1[n]+Iec 2[n]+Iec 3[n]+Iec 4[n]；将Iex[n]减去Iec5[n]、Iz(n)得出如下公式：Iex2(n)＝Iex[n]‑Iec5[n]‑Iz(n)；将Iec[n]减去Iec5[n]得出如下公式：Iect1(n)＝Iec[n]‑Iec5[n]；将Iex[n]减去Iz(n)、Ix2(n)得出如下公式：Iex3(n)＝Iex[n]‑Iz(n)‑Ix2(n)；将Iec[n]减去Iz(n)、Ic2(n)得出如下公式：Iect2(n)＝Iec[n]‑Iz(n)‑Ic2(n)；表达式中Iex[n]标准器测量数据，Iec[n]被测试品测量数据；12)将Iecz[n]替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将in1加窗FFT变换后的相位βen1、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；将Iex2(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将in1加窗FFT变换后的相位βex1、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；将Iect1(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将变换后的相位βen2、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；将Iex3(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将变换后的相位βex2、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；将Iect2替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将变换后的相位βen4、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；13)假设高压输出前后噪声干扰信号比值变量K[n]、噪声干扰系列变量Imc1[n],Imc1[n]变换公式如下：K[n]＝[Iec5[n]‑Iecz[n]]/[Iec5[n]‑I5[n]]；Imc1[n]＝Iec5[n]*[K[n]+1]；14)将Iec[n]减去Imc1[n]得出如下公式：Iect3(n)＝Iec[n]‑Imc1[n]；将Iex[n]减去Imc1[n]得出如下公式：Iex4(n)＝Iex[n]‑Imc1[n]；15)将Iect3(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将变换后的相位βen3、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；将Iex4(n)替代in1表达式中的I(n)进行加窗FFT变换，将变换后的相位βex4、直流分量、谐波成分发送到后台进行存储；16)重复步骤9)～步骤15)N次主要是提高测试结果精度、重复性、稳定性，设定N满足条件：0<N<1024，循环过程条件满足：保持当前设定输出高压不变，输出频率改变步进满足：Fre＝1024/M，每次循环测量的结果发送到后台进行存储，0<M<N；设定βex、βec随温湿度变化修正值为Kext、Kect；Kext、Kect采用线性校正得出：Kext＝βexs/βexm；βexs为设定目标相位角，βexm为标准器实际测量相位角；Kect＝βexs/βecm，βecm为被测试品实际测量相位角；m＝0～N‑1；17)对Kext、Kect*βec1[m]、Kect*βec2[m]、Kect*βec3[m]进行均方差统计分析得出被测试品介质损耗角βec；Kect、Kext*βex1[m]、Kext*βex2[m]进行均方差统计分析得出标准品介质损耗角βex；βec1[m]为重复步骤9)～步骤15)m次得出的相位βen1组成的数组；βec2[m]为重复步骤9)～步骤15)m次得出的相位βen2组成的数组；βec3[m]为重复步骤9)～步骤15)m次得出的相位βen3组成的数组；18)对βex[m]、βec[m]进行多阶曲线拟合，拟合公式如下：θex＝a*βex[m]3+b*βex[m]2+c*βex[m]+d；其中，βex[m]为重复步骤9)～步骤15)m次测量标准器得出的相位角数组，θex为被测试品曲线拟合介质损耗角，a、b、c、d为曲线拟合修正后的系数，m＝0～N‑1；θen＝a1*βen[m]3+b1*βen[m]2+c1*βen[m]+d1；其中，βen[m]为重复步骤9)～步骤15)m次测量被测试品得出的相位角数组，θen为被测试品曲线拟合介质损耗角，a1、b1、c1、d1为曲线拟合修正后的系数，m＝0～N‑1；19)将θex、θen计算结果代入如下公式得出用于评估高压电器设备绝缘性能好坏的指标tanδ：tanδ＝tan(θex‑θen)。