(12)發(fā)明專利號(72)發(fā)明人陶勇朱純張國強凌曉波刁冠勛朱琦鋒李穎王笑天賈鵬飛劉赫高飛方泳皓蘇運張猷朱家運張慧媛審查員朱蕾所(普通合伙)11689專利代理師趙卿基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)現(xiàn)串聯(lián)電抗器端電壓向量及串聯(lián)電抗器電流向21.基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，所述串聯(lián)限流電抗器由K段電S1,在串聯(lián)限流電抗器所在站內(nèi)線路設(shè)置線路電流傳感器，測量線路電流0;在與每一段串聯(lián)電抗器并聯(lián)的避雷器支路上設(shè)置泄漏電流傳感器，測量每一段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流iMo4k;iMAk表示第k段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流測量值；S2,基于每一段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流iMOAk,綜合站內(nèi)線路電流i,估算每一段串聯(lián)電抗器端電壓向量U的相位角，以及串聯(lián)電抗器電流向量1;Uz、iμ分別表示k段串聯(lián)電抗器的端電壓向量和電抗器電流向量估算值；S3,根據(jù)每一段串聯(lián)電抗器端估算的電壓向量相位角、旁路泄漏電流向量及電抗器電流向量，計算得到每一段串聯(lián)電抗器的自身阻抗值；S4,綜合K段電抗器阻抗值，判斷串聯(lián)電抗器是否出現(xiàn)異常。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征步驟S2具體包括：S201,估計串聯(lián)電抗器的電感電流向量，并基于電感電流向量計算得出串聯(lián)電抗器的端電壓向量Uπ的相位角；S202,將串聯(lián)電抗器的端電壓向量Uμ的相位角作為正交分解基準，對串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流向量進行分解，得到所述串聯(lián)電抗器的并聯(lián)旁路泄漏電流容性分量和并聯(lián)旁路泄漏電流阻性分量；S203,利用并聯(lián)旁路泄漏電流容性分量向量，得到坐標變換后的串聯(lián)電抗器端電壓向量估算值和串聯(lián)電抗器電流向量估算值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征步驟S201具體包括：對于第k段串聯(lián)電抗器，忽略所述電抗器的自有電阻，設(shè)定電感電流向量與站內(nèi)線路電其中，Uπ為串聯(lián)電抗器端電壓的向量形式，1π為串聯(lián)電抗器電感電流iz的向量形4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征S202的具體步驟包括：令1MOAk為旁路泄漏電流向量，0uu為站內(nèi)線路電流初感電壓的相位角為0度，即將向量乘以系數(shù)e-ji?m;35.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征其中，@為電力系統(tǒng)角頻率，C為旁路等效電容值，1Mok為第k個電抗器兩端并聯(lián)的6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征k個電抗器兩端并聯(lián)的旁路泄漏電流向量，0u為站內(nèi)線路電流初相角超前角度，i?為站將K個串聯(lián)電抗器對應的平均電抗阻抗記作Zg,將K個串聯(lián)電抗器中最小的電阻阻47.一種利用權(quán)利要求1-6任一項權(quán)利要求所述方法的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電無線供能模塊分為地面部分與檢測部分，其中地面部分與站用電連接，實現(xiàn)地面部分正交分解模塊根據(jù)自身采集到的旁路泄漏電流，電抗器狀態(tài)評估模塊根據(jù)正交分解模塊計算得到的電壓、電流向量，計算得到電抗器8.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的基于旁路泄漏電機執(zhí)行權(quán)利要求1-6任一項所述的基于旁5技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002]在500kV超高壓電網(wǎng)中，串聯(lián)限流電抗器是限制短路電流的核心設(shè)備。為滿足線路規(guī)劃參數(shù)要求，通常采用多個電抗器單體串聯(lián)組成成套裝置，以滿足串接阻抗要求。同時，串聯(lián)限流電抗器還配套耦合電容器、限壓避雷器、GIS斷路器等輔助裝設(shè)備，實現(xiàn)過電壓防護及設(shè)備靈活接入。[0003]然而，串聯(lián)限流電抗器本體在運行中面臨匝間短路、繞組變形等故障風險，可能導致設(shè)備損壞甚至引入系統(tǒng)運行風險?，F(xiàn)有技術(shù)中包括振動信號分析、溫升檢測等典型電抗500kV大容量限流電抗器，較大的結(jié)構(gòu)尺寸增加了傳感器的布局難度，同時較強的線圈漏磁還會對傳感器產(chǎn)生明顯干擾。[0004]實際上，出于瞬態(tài)過電壓的抑制需求，現(xiàn)有串聯(lián)限流電抗器通常會旁路并聯(lián)避雷器，其泄漏電流包含豐富的設(shè)備狀態(tài)信息。具體而言，避雷器泄漏電流中的電阻分量與避雷器自身狀態(tài)直接相關(guān)，而電容分量與電抗器端電壓直接相關(guān)。然而，目前尚無基于旁路避雷器泄漏電流信息的串聯(lián)電抗器狀態(tài)監(jiān)測研究。[0005]因此，亟需一種能夠降低監(jiān)測成本與安全隱患的大容量串聯(lián)電抗器狀態(tài)監(jiān)測方發(fā)明內(nèi)容[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)大容量串聯(lián)限流電抗器的非侵入式在線監(jiān)測與故障診斷。本發(fā)明主要包含以下方面：1)監(jiān)測旁路避雷器的泄漏電流非侵入式獲取串聯(lián)電抗器電壓參量，引入無線供能模塊，避免安裝額外傳感器或附加供電接線，顯著降低監(jiān)測成本與安全隱患；2)利用正交分解技術(shù)消除泄漏電流阻性分量干擾，將避雷器泄漏電流容性分量作為核心參量，確保電抗器監(jiān)測不受避雷器自身劣化影響，增強監(jiān)測結(jié)果的魯棒性；3)綜合串聯(lián)線路電流與電抗器并聯(lián)避雷器泄漏電流容性分量，獲得每個電抗器本體的功率因數(shù)參量，實現(xiàn)對電抗器單體運行狀態(tài)的監(jiān)測。[0007]本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。[0008]本發(fā)明提供基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，所述串聯(lián)限流電[0009]S1,在串聯(lián)限流電抗器所在站內(nèi)線路設(shè)置線路電流傳感器，測量線路電流?;在與每一段串聯(lián)電抗器并聯(lián)的避雷器支路上設(shè)置泄漏電流傳感器，測量每一段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流iMOAk;iMok表示第k段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流測量值；6[0010]S2,基于每一段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流iMoAk,綜合站內(nèi)線路電流6,估算每一段串聯(lián)電抗器端電壓向量Uk的相位角，以及串聯(lián)電抗器電流向量i;U、I分別表示k段串聯(lián)電抗器的端電壓向量和電抗器電流向量估算值；[0011]S3,根據(jù)每一段串聯(lián)電抗器端估算的電壓向量相位角、旁路泄漏電流向量及電抗[0014]S201,估計串聯(lián)電抗器的電感電流向量，并基于電感電流向量計算得出串聯(lián)電抗器的端電壓向量Uπ的相位角；[0015]S202,將串聯(lián)電抗器的端電壓向量Uπ的相位角作為正交分解基準，對串聯(lián)電抗[0016]S203,利用并聯(lián)旁路泄漏[0021]其中，U為串聯(lián)電抗器端電壓Uμ的向量形式，Iπ為串聯(lián)電抗器電感電流iz的向7[0036]其中，@為電力系統(tǒng)角頻率，C為旁路等效電容值，1Mok為第k個電抗器兩端并聯(lián)的旁路泄漏電流向量，0k為站內(nèi)線路電流初相角超前角度，I。為站內(nèi)線路電流向量，k<K,K為全部串聯(lián)的電抗器個數(shù)。為第k個電抗器兩端并聯(lián)的旁路泄漏電流向量，0z為站內(nèi)線路電流初相角超前角度，i。[0040]將K個串聯(lián)電抗器對應的平均電抗阻抗記作Zag,將K個串聯(lián)電抗器中最小的電8泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法。[0049]本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)上文所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法。[0050]本發(fā)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執(zhí)行上文所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法。[0052]1)監(jiān)測旁路避雷器的泄漏電流非侵入式獲取串聯(lián)電抗器電壓參量，引入無線供能模塊，避免安裝額外傳感器或附加供電接線，顯著降低監(jiān)測成本與安全隱患；[0053]2)利用正交分解技術(shù)消除泄漏電流阻性分量干擾，將避雷器泄漏電流容性分量作為核心參量，確保電抗器監(jiān)測不受避雷器自身劣化影響，增強監(jiān)測結(jié)果的魯棒性；[0054]3)綜合串聯(lián)線路電流與電抗器并聯(lián)避雷器泄漏電流容性分量，獲得每個電抗器本體的功率因數(shù)參量，實現(xiàn)對電抗器單體運行狀態(tài)的監(jiān)測。附圖說明[0055]圖1是本發(fā)明的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法的方法流程[0056]圖2是本發(fā)明的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法的安裝示意[0057]圖3是本發(fā)明的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法的等效數(shù)學模型示意圖；[0058]圖4是本發(fā)明的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)流程框具體實施方式[0059]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。本申請所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明精神，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。[0060]本發(fā)明提出基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法，如圖1所示。所述串聯(lián)限流電抗器由K段電抗器串聯(lián)而成，具體步驟如下。[0061]S1,在串聯(lián)限流電抗器所在站內(nèi)線路設(shè)置線路電流傳感器，測量線路電流1;在與每一段串聯(lián)電抗器并聯(lián)的避雷器支路上設(shè)置泄漏電流傳感器，測量每一段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流iMok;iMoAk表示第k段串聯(lián)電抗器的旁路泄漏電流測量值。[0062]串聯(lián)限流電抗器旁路并聯(lián)避雷器的泄漏電流包含豐富設(shè)備狀態(tài)信息。利用電流傳感器采集該泄漏電流，能非侵入式獲取與電抗器相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)監(jiān)測方法需安裝額外傳感器或停機檢修，此方式操作簡便且實時性強。通過持續(xù)采集泄漏電流，可及時捕捉其變化，為后續(xù)分析提供原始數(shù)據(jù)，有助于快速發(fā)現(xiàn)電抗器可能存在的問題。9免因傳感器布局困難和受線圈漏磁干擾導致的監(jiān)測段串聯(lián)電抗器端電壓向量Uπ的相位角，以及串聯(lián)電抗器電流向量1↓;Uk、i分別表示[0071]其中，I為串聯(lián)電抗器電感電流iμ的向量形式，I?為站內(nèi)線路電流。的向量形e-iem;[0087]其中，@為電力系統(tǒng)角頻率，Ck為旁路等效電容值，iMok為第k個電抗器兩端并k<K,K為全部串聯(lián)的電抗器個數(shù)。[0088]采用正交分解方法，以串聯(lián)電抗器兩端電壓向量為基準分解避雷器泄漏電流向為第k個電抗器兩端并聯(lián)的旁路泄漏電流向量，0m為站內(nèi)線路電流初相角超前90度，i。[0092]將N個串聯(lián)電抗器對應的平11值變化不是特別劇烈時，可以選擇較小的α值，如1或1.5,此時系統(tǒng)中的每個電抗器電阻的差異較小，過大的冪指數(shù)會導致過度響應，產(chǎn)生誤判；當電抗器的阻抗值變化較大，但仍處于可以接受的范圍內(nèi)時，可以選擇α=2,這會給電抗器阻抗差異更多的“放大效應”,使得系統(tǒng)對較大偏差更加敏感，同時不至于對微小差異過于反應；當電抗器出現(xiàn)極端故障或阻抗差異特別顯著時，較大的α可以增強對這些異常的檢測能力，如當α=3時，這種情況下，對異常電抗器的反應會非常靈敏，能夠快速判斷并響應異常電抗器。[0095]根據(jù)估算得到的電壓和電流向量計算電抗器自身阻抗，并通過設(shè)定趨勢波動參數(shù)來判斷電抗器是否異常。這種方式實現(xiàn)了對電抗器單體運行狀態(tài)的精準監(jiān)測。將多個串聯(lián)電抗器的平均電抗阻抗和最小電阻阻抗進行比較分析，能敏銳地察覺到電抗器阻抗的變化趨勢。一旦趨勢波動參數(shù)超過10%,就能及時發(fā)現(xiàn)電抗器存在的潛在故障，如匝間短路會使電抗器阻抗發(fā)生變化，從而實現(xiàn)故障的早期診斷，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。[0096]本發(fā)明還提出了基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線供[0097]無線供能模塊分為地面部分與檢測部分，其中地面部分與站用電連接，采用但不限于超聲波或微波供能技術(shù)，實現(xiàn)地面部分向檢測部分的無線供能與無線通訊；[0098]信號采集模塊集成于旁路中泄漏電流傳感器內(nèi)部，安裝于避雷器底座；[0099]正交分解模塊根據(jù)自身采集到的旁路泄漏電流，綜合站內(nèi)線路電流信號實現(xiàn)電抗器端電壓及電抗器電流參量的估算；[0100]電抗器狀態(tài)評估模塊根據(jù)正交分解模塊計算得到的電壓、電流向量，計算得到電抗器自身阻抗，當阻抗參量發(fā)生趨勢明顯變化，即表明電抗器出現(xiàn)異常。[0101]本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述計算機程序被加載至處理器時實現(xiàn)根據(jù)上文所述的基于旁路泄漏電流的串聯(lián)限流電抗器狀態(tài)監(jiān)測方法。[0102]本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機