測量用電力電壓互感器在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

測量用電力電壓互感器在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于安裝在110kV及以上電力系統(tǒng)中用于計(jì)量及測量的電力電壓互感器的運(yùn)行誤差監(jiān)測。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJG1189.4-2022測量用互感器第4部分：電力電壓互感器GB/T20840.9-2017互感器第9部分：互感器的數(shù)字接口DL/T1517-2016二次壓降及二次負(fù)荷現(xiàn)場測試技術(shù)規(guī)范Q/GDW12006-2019電壓互感器誤差特性在線檢測儀技術(shù)條件凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。術(shù)語運(yùn)行誤差operatingerror電壓互感器在現(xiàn)場運(yùn)行條件下的測量誤差，包含運(yùn)行比值誤差、運(yùn)行相位誤差，本規(guī)范中上述誤差為疊加誤差，即電壓互感器本體和二次回路誤差的疊加。電壓互感器運(yùn)行誤差監(jiān)測裝置voltagetransformeroperatingerrormonitoringequipment電壓互感器運(yùn)行誤差監(jiān)測裝置（簡稱“監(jiān)測裝置”）通過采集運(yùn)行中電壓互感器計(jì)量繞組二次電壓、電網(wǎng)運(yùn)行頻率等特征量，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行電壓互感器誤差特性的在線監(jiān)測及狀態(tài)評估。計(jì)量失準(zhǔn)meteringinaccuracy計(jì)量失準(zhǔn)是指電壓互感器（含二次回路）運(yùn)行比值誤差、運(yùn)行相位誤差超出運(yùn)行誤差限值后電壓互感器的計(jì)量狀態(tài)。有效監(jiān)測effectivemonitoring運(yùn)行過程中系統(tǒng)環(huán)境、二次電壓范圍、監(jiān)測周期與監(jiān)測數(shù)據(jù)等項(xiàng)目完全滿足監(jiān)測條件被稱之為有效監(jiān)測，否則為非有效監(jiān)測。概述本規(guī)范采用信息化和智能化新技術(shù)，利用監(jiān)測裝置對同一變電站內(nèi)拓?fù)溥B接下的各電壓互感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)行誤差在線實(shí)時(shí)監(jiān)測和評價(jià)，實(shí)現(xiàn)測量用電力電壓互感器計(jì)量特性研判。在線監(jiān)測的原理框圖見下圖1。圖1測量用電力電壓互感器在線監(jiān)測原理框圖技術(shù)要求監(jiān)測裝置安裝在變電站控制室機(jī)柜內(nèi)，其評估結(jié)果為電壓互感器測量誤差及二次回路壓降引起誤差的疊加誤差，電壓互感器運(yùn)行誤差限值應(yīng)滿足表1的要求。表1運(yùn)行誤差限值準(zhǔn)確度等級運(yùn)行比值誤差/%運(yùn)行相位誤差/（′）0.2±0.283±14.140.5±0.707±28.28監(jiān)測條件6.1環(huán)境條件環(huán)境條件應(yīng)滿足a）溫度：-5℃～45℃；b）相對濕度：5%～95%。注：如果與以上環(huán)境不一致時(shí)，以被監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)條件規(guī)定的環(huán)境溫度為監(jiān)測環(huán)境溫度。6.2監(jiān)測裝置性能指標(biāo)監(jiān)測裝置采集準(zhǔn)確度要求監(jiān)測裝置采樣電壓的額定值為57.7V，通道采樣電壓范圍為0.8~1.2倍額定電壓，測量比值誤差不超過0.05％，通道間相位一致性誤差不超過±2′。監(jiān)測裝置監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確率監(jiān)測裝置監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確率應(yīng)大于95%。監(jiān)測周期要求電壓互感器運(yùn)行誤差監(jiān)測判XX論輸出最小周期為1天。6.2.4監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：變電站編碼、互感器編碼、同步狀態(tài)、時(shí)間標(biāo)簽、采集電壓幅值、相位、頻率、運(yùn)行誤差值、監(jiān)測結(jié)論等有關(guān)信息。監(jiān)測裝置的使用要求變電站內(nèi)待監(jiān)測電壓互感器配置方式需滿足：同一電壓等級中，同相并聯(lián)的電壓互感器不少于2臺。6.3監(jiān)測裝置運(yùn)行要求6.3.1運(yùn)行安全要求監(jiān)測裝置應(yīng)具有軟件防篡改和版本控制功能。數(shù)據(jù)要求監(jiān)測裝置以1次/分鐘的頻度凍結(jié)各電壓通道數(shù)據(jù)，一天內(nèi)有效評估數(shù)據(jù)點(diǎn)不低于480點(diǎn)（即8小時(shí)數(shù)據(jù)）。6.3.3裝置驗(yàn)證要求監(jiān)測裝置應(yīng)開展驗(yàn)證，驗(yàn)證間隔時(shí)間為1年，保證裝置監(jiān)測評價(jià)的準(zhǔn)確性與有效性。監(jiān)測項(xiàng)目和監(jiān)測方法7.1監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測項(xiàng)目見表2。表2監(jiān)測項(xiàng)目表序號監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測方法條款1運(yùn)行比值誤差7.22運(yùn)行相位誤差7.27.2監(jiān)測方法以電壓互感器運(yùn)行誤差監(jiān)測裝置為基礎(chǔ)，利用各臺被監(jiān)測電壓互感器的基波有效值測量數(shù)據(jù)序列、基波相位測量數(shù)據(jù)序列為輸入，以“同一電壓等級同相電壓真值相等”、“正?；ジ衅鬟\(yùn)行比值誤差符合統(tǒng)計(jì)分布均值”、“正常互感器運(yùn)行相位誤差符合統(tǒng)計(jì)分布均值”、“計(jì)量失準(zhǔn)互感器占比較少”為約束，以“同一電壓等級同相電壓互感器電壓真值間差異最小”為目標(biāo)，構(gòu)建出各臺被監(jiān)測電壓互感器運(yùn)行比值誤差、運(yùn)行相位誤差的尋優(yōu)計(jì)算模型，并借助協(xié)同進(jìn)化算法實(shí)現(xiàn)模型的快速求解以獲取各臺電壓互感器運(yùn)行比值誤差、運(yùn)行相位誤差。具體方法見附錄A。評價(jià)結(jié)果8.1評價(jià)數(shù)據(jù)修約按表3規(guī)定，將電壓互感器運(yùn)行比值誤差、運(yùn)行相位誤差的末位數(shù)修約為修約間隔的整數(shù)倍。表3電壓互感器運(yùn)行比值誤差、運(yùn)行相位誤差修約間隔修約間隔準(zhǔn)確度等級0.2級0.5級運(yùn)行比值差/%0.0010.01運(yùn)行相位差/（′）0.010.18.2評價(jià)結(jié)果表達(dá)如互感器運(yùn)行誤差超過表1規(guī)定的運(yùn)行比值誤差或運(yùn)行相位誤差限值，則判定為計(jì)量失準(zhǔn)。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，判定為計(jì)量失準(zhǔn)的互感器應(yīng)及時(shí)驗(yàn)證或更換，其他狀態(tài)的互感器持續(xù)監(jiān)控。8.3互感器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測處于有效監(jiān)測狀態(tài)的電壓互感器修約后的運(yùn)行誤差不超過運(yùn)行比值誤差限值、運(yùn)行相位誤差限值，則判定為互感器運(yùn)行誤差正常，此外還應(yīng)按照一定比例開展現(xiàn)場抽檢驗(yàn)證。處于有效監(jiān)測狀態(tài)的電壓互感器修約后的運(yùn)行誤差超過運(yùn)行比值誤差限值、運(yùn)行相位誤差限值，應(yīng)首先進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)檢，復(fù)檢超差的應(yīng)進(jìn)行檢修或更換，其他狀態(tài)的互感器持續(xù)監(jiān)控。對于非有效監(jiān)測狀態(tài)的互感器，狀態(tài)持續(xù)超過1周時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場排查。

附錄A測量用電力電壓互感器運(yùn)行誤差監(jiān)測方法以電壓互感器運(yùn)行誤差監(jiān)測裝置為基礎(chǔ)，利用各臺被監(jiān)測電壓互感器的基波有效值測量數(shù)據(jù)、基波相位測量數(shù)據(jù)為輸入，以“零運(yùn)行比值差、零運(yùn)行相位差”為初始狀態(tài)，以“同一電壓等級同相電壓真值相等”、“正?；ジ衅鬟\(yùn)行比值差符合統(tǒng)計(jì)分布均值”、“正?；ジ衅鬟\(yùn)行相位差符合統(tǒng)計(jì)分布均值”、“計(jì)量失準(zhǔn)互感器占比較少”為約束，以“同一電壓等級同相電壓互感器電壓真值間差異最小”為目標(biāo)，構(gòu)建出各臺被監(jiān)測電壓互感器運(yùn)行比值差、運(yùn)行相位差的尋優(yōu)計(jì)算模型，并借助CEA（CoevolutionaryAlgorithm，協(xié)同進(jìn)化算法）算法實(shí)現(xiàn)模型的快速求解以獲取各臺電壓互感器運(yùn)行比值差、運(yùn)行相位差。A.1監(jiān)測數(shù)據(jù)a）監(jiān)測數(shù)據(jù)為一定時(shí)間范圍內(nèi)被監(jiān)測電壓互感器的基波有效值數(shù)據(jù)、基波相位數(shù)據(jù)序列；b）對于僅配置數(shù)字接口的電壓互感器，數(shù)據(jù)序列從數(shù)字接口直接獲取；c）對于僅配置模擬輸出的電壓互感器，數(shù)據(jù)序列通過對二次模擬輸出開展模數(shù)轉(zhuǎn)換獲??；d）對于同時(shí)配置數(shù)字接口和模擬輸出的電壓互感器，數(shù)據(jù)序列可從數(shù)字接口直接獲取，也可通過對二次模擬輸出開展模數(shù)轉(zhuǎn)換獲取。e）有效數(shù)據(jù)應(yīng)不少于8小時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)；A.2監(jiān)測方法被監(jiān)測電壓互感器共A臺，依次編號為：1、2、3……A。在監(jiān)測過程中，監(jiān)測裝置以各臺被監(jiān)測電壓互感器在一定時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)序列為基礎(chǔ)，圍繞運(yùn)行比值差、運(yùn)行相位差構(gòu)建多約束、單目標(biāo)尋優(yōu)計(jì)算模型，求解獲取各臺被監(jiān)測電壓互感器的運(yùn)行比值差、運(yùn)行相位差；監(jiān)測過程包含了數(shù)據(jù)預(yù)處理、設(shè)置初始解、構(gòu)建約束條件、設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)、開展算法求解五個(gè)具體步驟。α——第α臺電壓互感器，共A臺；tβ—時(shí)間切片β，共Bvfvδεf,α?—被監(jiān)測電壓互感器εδ,α?—被監(jiān)測電壓互感器uα,tβ?φα,tβ?AnαnμfμδLimit1Limit2Limit3Limit4數(shù)據(jù)預(yù)處理對于各臺被監(jiān)測電壓互感器的特征數(shù)據(jù)序列，分別開展預(yù)處理以獲取與優(yōu)化問題相適配的數(shù)據(jù)序列。以每一分鐘為單位進(jìn)行時(shí)間切片，依次抽取各臺互感器在各個(gè)時(shí)間切片中的特征數(shù)據(jù)，并借助離散傅里葉變換來獲取基波有效值的測量結(jié)果、基波相位的測量結(jié)果；以互感器α和時(shí)間切片tβ為例，基波有效值的測量結(jié)果、基波相位的測量結(jié)果分別為uα,設(shè)置初始解對于全部A臺被監(jiān)測電壓互感器，將其運(yùn)行比值差、運(yùn)行相位差均初始化為零，數(shù)學(xué)表達(dá)見式A.1。[εf,1?構(gòu)建約束條件約束1：對于全部A臺被監(jiān)測電壓互感器，其測量對象的真值理論上完全一致，實(shí)際相對差異應(yīng)不超出允許范圍，數(shù)學(xué)表達(dá)見式A.2。g1=1A(A約束2：對于被監(jiān)測電壓互感器中未超差的對象，其運(yùn)行比值差均值與在運(yùn)比值差統(tǒng)計(jì)均值近似相等，相對差異應(yīng)不超出允許范圍，數(shù)學(xué)表達(dá)見式A.3。g2=1約束3：對于被監(jiān)測電壓互感器中未超差的對象，其運(yùn)行相位差均值與在運(yùn)相位差統(tǒng)計(jì)均值近似相等，相對差異應(yīng)不超出允許范圍，數(shù)學(xué)表達(dá)見式A.4。g3=1約束4：對于全部A臺被監(jiān)測電壓互感器，其中計(jì)量失準(zhǔn)臺數(shù)較少，計(jì)量失準(zhǔn)互感器占比應(yīng)不超出允許范圍，數(shù)學(xué)表達(dá)見式A.5。g4=A以上為推薦約束，推薦值是大規(guī)模站點(diǎn)長期運(yùn)行得到的經(jīng)驗(yàn)值，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)被監(jiān)測電壓互感器所屬的實(shí)際拓?fù)浼捌錆撛陔姎庖?guī)律進(jìn)行合理補(bǔ)充。設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)目標(biāo)：對于全部A臺被監(jiān)測電壓互感器，其測量對象的真值估計(jì)值近似等同，相對差異應(yīng)最小，數(shù)學(xué)表達(dá)見式A.6。minf=1AA開展算法求解借助CEA法開展尋優(yōu)計(jì)算模型的求解，獲得全部A臺被監(jiān)測電壓互感器的運(yùn)行比值差、運(yùn)行相位差；以互感器α為例，計(jì)算結(jié)果分別為εf,α?、

附錄B監(jiān)測報(bào)告結(jié)果頁格式報(bào)告編號XXXX-XXXXXX-XX監(jiān)測報(bào)告電壓互感器基本