專利名稱：一種暫態過電壓監測方法
技術領域：
本發明涉及一種暫態過電壓監測方法。
背景技術：
暫態現象表現為從一個穩定的狀態過度到另外一個狀態，也可以說是系統從一種能量分配方式變化為另一種能量分配方式。電力系統過電壓是電力系統在特定條件下所出現的超過正常工作電壓的異常電壓升高的暫態現象，就其根本的產生根源來說，可以分為兩大類型，即外部過電壓和內部過電壓。外部過電壓又稱雷電過電壓或大氣過電壓，其特點是:持續時間短，幅值大，危害性大。內部過電壓是由電力系統內部的能量轉化或傳遞引起的。由于內部過電壓的能量來自電網本身，所以它的幅值和電網的工頻相電壓基本上成正比例。目前，對暫態過電壓缺乏有效的監測分析方法，因此，這成為本申請人致力于研究和解決的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種暫態過電壓監測方法，通過對過電壓的在線監測，分析供電系統中各種過電壓類型、產生原因和對電力系統造成的影響，提出改進方案，改進方案的應用，將有效減少過電壓、低電壓及電能質量對電力系統和設備造成的危害，提高電力系統的供電質量和安全可靠性。實現上述目的的技術方案是:一種暫態過電壓監測方法，包括下列步驟:步驟SI，設置采樣參數，即:設定一電壓閾值，大于該電壓閾值的為過電壓；步驟S2，通過電壓傳感器從高壓母線處獲取電壓信號；步驟S3，對獲取的電壓信號進行信號預處理，使得能被數據采集部分接收；步驟S4，實時顯示電壓波形；步驟S5，根據步驟SI設置的采樣參數，判斷是否為過電壓，若是，進行步驟S6;若否，返回步驟S2 ；步驟S6，存儲過電壓數據；步驟S7，對過電壓進行時域分析；步驟S8，對過電壓進行頻域分析。上述的暫態過電壓監測方法，其中，所述步驟S7包括步驟:步驟S701，讀取過電壓數據；步驟S702，從第一點開始逐點計算電壓變化率；步驟S703，判斷某一點的電壓變化率是否大于預設的變化率閾值，若是，則進入步驟S704 ;若否，返回步驟S701 ；步驟S704，從步驟S703所述的那點接著計算每點的電壓變化率，并輸出該點所處位置，作為過電壓起始點；
步驟S705，判斷某一點的電壓變化是否小于零，若是，進入步驟步驟S706 ;若否，返回步驟S701 ；步驟S706，輸出步驟S705所述的那點的所處位置，并將其作為過電壓的峰值點；步驟S707，將峰值點對應電壓值與起始點對應電壓值相減；同時將峰值點與起始點位置相減，乘以采樣間隔，得到波頭時間，并輸出該值；步驟S708，計算波頭陡度，并輸出該值。上述的暫態過電壓監測方法，其中，所述步驟S8包括步驟:步驟S801，將時域信號變換到頻域上，進行功率譜分析；步驟S802，進行幅度譜分析；步驟S803，進行相位譜分析；步驟S804，進行諧波分析。本發明的有益效果是:本發明通過對過電壓的在線監測，分析供電系統中各種過電壓類型、產生原因和對電力系統造成的影響，從而實現對現有過電壓保護措施的動態評估，提出改進方案。改進方案的應用，將有效減少過電壓、低電壓及電能質量對電力系統和設備造成的危害，提高電力系統供電質量和安全可靠性。
圖1是本發明的暫態過電壓監測方法的流程圖；圖2是本發明中過電壓時域分析的流程圖；圖3是本發明中過電壓頻域分析的流程圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明作進一步說明。請參閱圖1，本發明的暫態過電壓監測方法，包括下列步驟:步驟SI，設置采樣參數，即:設定一電壓閾值，大于該電壓閾值的為過電壓；步驟S2，通過電壓傳感器從高壓母線處獲取電壓信號；步驟S3，對獲取的電壓信號進行信號預處理，使得能被數據采集部分接收；步驟S4，接收預處理后的電壓信號，實時顯示電壓波形；步驟S5，根據步驟SI設置的采樣參數，判斷是否為過電壓，即:判斷是否大于步驟SI中設定的電壓閾值；若是，進行步驟S6 ;若否，返回步驟S2 ；步驟S6，存儲過電壓數據；步驟S7，對過電壓進行時域分析，具體包括:步驟S701，讀取過電壓數據；步驟S702，從第一點開始逐點計算電壓變化率；步驟S703，判斷某一點的電壓變化率是否大于預設的變化率閾值，若是，則進入步驟S704 ;若否，返回步驟S701 ；步驟S704，從步驟S703所述的那點接著計算每點的電壓變化率，并輸出該點所處位置，作為過電壓起始點；
步驟S705，判斷某一點的電壓變化是否小于零，若是，進入步驟步驟S706 ;若否，返回步驟S701 ；步驟S706，輸出步驟S705所述的那點的所處位置，并將其作為過電壓的峰值點；步驟S707，將峰值點對應電壓值與起始點對應電壓值相減；同時將峰值點與起始點位置相減，乘以采樣間隔，得到波頭時間，并輸出該值；步驟S708，計算波頭陡度，并輸出該值。步驟S8，將時域信號變換到頻域上，對過電壓進行頻域分析，從頻域的角度反映和揭示信號的變化規律，對信號的頻譜分析可以獲得更多有用的信息，如求得過電壓信號中的各頻率成分和頻率分布范圍，求出各個頻率成分的幅值分布和能量分布，從而為過電壓分析提供依據；具體包括:步驟S801，進行功率譜分析，其中，信號的功率譜是指信號的總功率在各頻率分量上的分布情況，它表示信號能量分布的特征，對于確定信號帶寬有重要作用；步驟S802，利用離散傅立葉變換進行幅度譜分析；步驟S803，利用離散傅立葉變換進行相位譜分析；步驟S804，進行諧波分析，通過傅立葉變換得知信號有無諧波，通過分析，提取出各次諧波的時域信號和頻域信號，檢測到基頻頻率，得到諧波的總諧波失真THD (又稱諧波畸變)以及各次諧波分量的幅值。綜上，通過分析供電系統中各種過電壓類型、產生原因和對電力系統造成的影響，提出改進方案，從而有效減少過電壓、低電壓及電能質量對電力系統和設備造成的危害，提高電力系統供電質量和安全可靠性。以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發明的范疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
1.一種暫態過電壓監測方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟SI，設置采樣參數，即:設定一電壓閾值，大于該電壓閾值的為過電壓； 步驟S2，通過電壓傳感器從高壓母線處獲取電壓信號； 步驟S3，對獲取的電壓信號進行信號預處理，使得能被數據采集部分接收； 步驟S4，實時顯示電壓波形； 步驟S5，根據步驟SI設置的采樣參數，判斷是否為過電壓，若是，進行步驟S6 ;若否，返回步驟S2 ； 步驟S6，存儲過電壓數據； 步驟S7，對過電壓進行時域分析； 步驟S8，對過電壓進行頻域分析。
2.根據權利要求1所述的暫態過電壓監測方法，其特征在于，所述步驟S7包括步驟: 步驟S701，讀取過電壓數據； 步驟S702，從第一點開始逐點計算電壓變化率； 步驟S703，判斷某一點的電壓變化率是否大于預設的變化率閾值，若是，則進入步驟S704 ;若否，返回步驟S701 ； 步驟S704，從步驟S703所述的那點接著計算每點的電壓變化率，并輸出該點所處位置，作為過電壓起始點； 步驟S705，判斷某一點的電壓變化是否小于零，若是，進入步驟步驟S706 ;若否，返回步驟S701 ； 步驟S706，輸出步驟S705所述的那點的所處位置，并將其作為過電壓的峰值點； 步驟S707，將峰值點對應電壓值與起始點對應電壓值相減；同時將峰值點與起始點位置相減，乘以采樣間隔，得到波頭時間，并輸出該值； 步驟S708，計算波頭陡度，并輸出該值。
3.根據權利要求1或2所述的暫態過電壓監測方法，其特征在于，所述步驟S8包括步驟: 步驟S801，將時域信號變換到頻域上，進行功率譜分析； 步驟S802，進行幅度譜分析； 步驟S803，進行相位譜分析； 步驟S804，進行諧波分析。
全文摘要
本發明公開了一種暫態過電壓監測方法，包括步驟設置采樣參數；通過電壓傳感器從高壓母線處獲取電壓信號；對獲取的電壓信號進行信號預處理；實時顯示電壓波形；判斷是否為過電壓；存儲過電壓數據；對過電壓進行時域分析；對過電壓進行頻域分析。本發明通過對過電壓的在線監測，分析供電系統中各種過電壓類型、產生原因和對電力系統造成的影響，提出改進方案，有效減少過電壓、低電壓及電能質量對電力系統和設備造成的危害，提高電力系統的供電質量和安全可靠性。
文檔編號G01R19/25GK103197135SQ20131010912
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者沈曉峰, 周華, 鮑長庚, 胡龍生, 汪軍, 王大成, 黃冀華, 盧婧婧, 黃強, 朱偉, 顧華, 姚林朋, 賈雅君 申請人:國家電網公司, 上海市電力公司, 上海君世電氣科技有限公司