[发明专利]一种VFTO的测量方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统过电压保护技术领域，尤其涉及一种VFTO(Very Fast Transient Over-voltage，特快速暂态过电压)的测量方法和系统。

背景技术

在电力工业中，GIS是指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘金属封闭开关设备”(Gas Insulated Switchgear)简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。GIS的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小。GIS隔离开关开合空载短母线时，会产生最高频率可达上百MHz的VFTO，在330kV及以上电压等级的系统中对设备运行造成危害，引起短时地电位升高，对邻近的二次设备造成干扰或损坏。

VFTO陡度大、频率成分丰富，从工频和准直流分量，到上百MHz。VFTO是一个连续多次击穿过程，总持续时间长达百ms以上，而其中关心的高频击穿过程总持续时间只有ms级。目前对VFTO测量大多采用电容分压器测量系统，以百MHz高频测量为主，兼顾工频和准直流分量测量。测量系统高采样率单次采样，采样速率达到GS/s，采样时间百ms以上，存储容量百兆以上。测量系统要求频带很宽。电容分压器频带呈现带通特性，为保证高频特性，必须要牺牲一部分低频特性，这会导致低频部分测量波形变形，需要进行复杂的波形还原。高采样率单次采样要求测量系统存储容量很高。因为VFTO过程持续时间很长，高采样率单次采样数据量巨大，但其中关心的高频击穿过程总持续时间并不长，所以很多测量数据没有利用价值，并且，巨大的测量数据量对示波器存储容量、数据传输和处理都带来了很大困难。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种特快速暂态过电压VFTO的测量方法，能够将VFTO的高、低频分量分开测量，并将测量结果合成得到全波形的VFTO。

一种特快速暂态过电压VFTO的测量方法，包括：对所述VFTO的高频分量采用高分辨率连续采样测量；对所述VFTO的低频分量中的工频分量采用低分辨率单次采样测量；其中，所述VFTO的低频分量中的准直流分量的幅值为GIS隔离开关操作产生VFTO的起始时刻的所述工频分量的幅值；将所述VFTO的高频分量和低频分量的测量数据合成得到VFTO全波形。

根据本发明方法的一个实施例，所述将高频分量和低频分量的测量数据合成得到VFTO全波形包括：从所述工频电压的测量结果中获得击穿时刻，对应击穿点位置，将所述高频分量的测量结果嵌入到所述低频分量的测量结果中，得到所述VFTO全过程的波形。

根据本发明方法的一个实施例，所述对所述VFTO的低频分量中的工频分量采用低分辨率单次采样测量包括：所述VFTO为GIS隔离开关操作产生的特快速暂态过电压，在低采样率条件下进行单次采集数据，完整记录GIS隔离开关分合闸操作全过程的准直流电压和工频电压，通过工频信号单次触发采集数据。

根据本发明方法的一个实施例，所述对所述VFTO的高频分量采用高分辨率连续采样测量包括：在高采样率条件下采集数据，每次触发后采集VFTO中单次击穿过程的高频信号；其中，在GIS隔离开关产生VFTO过程中，隔离开关触头间隙每次击穿都会产生一次高频电流信号，利用此高频电流信号来触发采集高频数据。

根据本发明方法的一个实施例，当高频测量点在GIS隔离开关的工频电源侧时，将所述高频分量的测量结果分别嵌入到工频分量的测量结果对应的击穿点位置，得到电源侧VFTO全过程波形；当高频测量点在GIS隔离开关的短母线源侧时，将电源侧VFTO全过程波形中的工频分量替换成准直流分量，将两次击穿间的工频波形替换成准直流分量，其中，所述准直流分量的电压幅值等于前次击穿结束时刻的工频分量的电压幅值。

本发明的方法将VFTO的高、低频分量分开测量，并将测量结果合成得到全波形的VFTO，降低了VFTO测量的难度和对存储结果的存储容量要求，提高了VFTO测量准确性。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种特快速暂态过电压VFTO的测量系统，能够将VFTO的高、低频分量分开测量，并将测量结果合成得到全波形的VFTO。