三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法

摘要

本发明提供一种三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，包括以下步骤：S1：分别计算正常运行时和失谐后三调谐滤波器的谐波阻抗值；S2：根据所述谐波阻抗值计算所述三调谐滤波器的谐波阻抗偏移量比值；S3：根据设定的偏移量比值范围和失谐后的谐波阻抗特性判断出失谐元件。本发明的方法过程简单，物理意义清晰，从而能快速准确地检测出三调谐直流滤波器中的失谐故障元件，且算法也易于在工程上实现。

主权项

1.一种三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：分别计算正常运行时和失谐后三调谐直流滤波器的谐波阻抗值；具体包括如下：采集正常运行时的三调谐直流滤波器的高压端的测量电压和电流瞬时值，并采用相量滤波算法分别计算正常运行时的12次和36次谐波电压和电流相量，根据所述正常运行时的12次和36次的谐波电压和电流相量计算正常运行时三调谐直流滤波器的12次和36次谐波阻抗值；具体为：$Z_{12}=\frac{\stackrel{·}{U_{12}}}{\stackrel{·}{I_{12}}}$$Z_{36}=\frac{\stackrel{·}{U_{36}}}{\stackrel{·}{I_{36}}}$其中，是正常运行时的12次和36次谐波电压，是正常运行时的12次和36次谐波电流相量，Z₁₂、Z₃₆是正常运行时的12次和36次谐波阻抗值；采集失谐后三调谐直流滤波器的高压端的测量电压和电流瞬时值，并采用相量滤波算法分别计算失谐后的12次和36次谐波电压和电流相量，根据所述失谐后的12次和36次谐波电压和电流相量计算失谐后的三调谐直流滤波器的12次和36次谐波阻抗值；具体为：$Z_{12}^{\prime }=\frac{\stackrel{·}{U_{12}^{\prime }}}{\stackrel{·}{I_{12}^{\prime }}}$$Z_{36}^{\prime }=\frac{\stackrel{·}{U_{36}^{\prime }}}{\stackrel{·}{I_{36}^{\prime }}}$其中，是失谐后的12次和36次谐波电压，是失谐后的12次和36次谐波电流相量，Z′₁₂、Z′₃₆是失谐后的12次和36次谐波阻抗值；S2：根据所述正常运行时和失谐后三调谐直流滤波器的谐波阻抗值计算所述三调谐直流滤波器的谐波阻抗偏移量比值；具体地包括如下：ΔZ₁₂=Z′₁₂-Z₁₂；ΔZ₃₆=Z′₃₆-Z₃₆；$k=\left|\frac{{\mathrm{\Delta Z}}_{12}}{{\mathrm{\Delta Z}}_{36}}\right|;$其中，ΔZ₁₂、ΔZ₃₆是12次和36次谐波阻抗偏移量，k是谐波阻抗偏移量比值；S3：根据设定的谐波阻抗偏移量比值范围和失谐后的谐波阻抗特性判断出失谐元件；具体包括如下：（a）谐波阻抗特性呈感性时：若2.7≤k≤3.2，则C₁为故障元件；若0.33≤k≤0.36，则L₁为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{30{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2}\le k\le \frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{9{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2},$则C₂为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{3.3{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2}\le k\le \frac{2{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{3{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2},$则L₂为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{30{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2}\le k\le \frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{12{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2},$则C₃为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{3{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2}\le k\le \frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{2{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2},$则L₃为故障元件；（b）谐波阻抗特性呈容性时：若2.9≤k≤3.3，则C₁为故障元件；若0.30≤k≤0.36，则L₁为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{54{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2}\le k\le \frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{21{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2},$则C₂为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{6{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2}\le k\le \frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_2{C}_2)}^2}{2.7{(1-{\omega }_{12}^2{L}_2{C}_2)}^2},$则L₂为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{81{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2}\le k\le \frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{24{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2},$则C₃为故障元件；若$\frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{9{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2}\le k\le \frac{{(1-{\omega }_{36}^2{L}_3{C}_3)}^2}{3{(1-{\omega }_{12}^2{L}_3{C}_3)}^2},$则L₃为故障元件；其中，ω₁₂、ω₃₆为12次和36次谐波角频率，k为谐波阻抗偏移量比值，C₁、L₁、C₂、L₂、C₃、L₃为三调谐直流滤波器的元件参数；所述三调谐直流滤波器包括依次串联连接的电容C1、电感L1、第一并联单元、第二并联单元，第一并联单元由并联连接的电容C2、电感L2构成，第二并联单元由并联连接的电容C3、电感L3构成。