[發明專利]基于無線方式的變電站電容在線監測方法及其裝置

有效

• 申請號: 201210149282.2
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102680799A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李洪景
• 申請（專利權）人: 山東惠工電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力設備在線監測技術領域，具體涉及一種基于無線方式的變電站電容在線監測方法及其裝置。

背景技術

并聯電容器廣泛應用于電力系統的無功功率補償，一般安裝在變電站內采用集中補償，某500KV變電站的電容器組結構如圖1所示。隨著電網規模的日益擴大和負荷需求的不斷增加，系統對其電壓及無功的調節越來越頻繁，并聯電容器組的安全運行對于整個電力系統的穩定、正常供電起著非常重要的作用。當框架式電容器組中的某只電容器損壞導致整組電容跳閘時，其他電容可能會因受沖擊而損壞，嚴重者會發生電容器組群爆故障，從而擴大了事故的范圍及影響。

由于電力設備故障造成的直接損失是巨大的，而由供電中斷造成的間接損失更是無法估量。傳統的對電力設備檢修是通過預防性試驗即定期維修來完成的，但預防性試驗是離線進行的，即在停電狀態下進行的試驗，通常有周期長、電壓低的特點，且停電后設備狀態(如試驗電壓、溫度等)和運行中狀態不一致，試驗結果不能十分真實地反映設備的故障狀況。而狀態檢修能夠及時反映電力設備的運行狀態，從而及時發現缺陷，提高整個系統供電的可靠性，因而成為電力系統設備維修發展的趨勢。

實現設備狀態檢修的前提條件是電力設備絕緣在線監測與故障診斷技術的研發應用。對于電力補償電容器組的在線監測，主要是對其電容量和介質損耗參數的監測。電容絕緣不良會引起電容器電容值發生明顯變化，電容量是電容器故障預警的直接參數；監測介質損耗同樣可靈敏地發現電容器絕緣的整體劣化。盡管隨著電力設備在線監測技術的快速發展，可應用于電容性電力設備的在線監測系統開始得到研發和應用，并已成為預防性試驗方法的有益補充，但文獻檢索表明，專門針對變電站電力補償電容器組在線監測的研發尚處于空白階段。

公告日2005年12月21日，公告號為CN?1232831C的中國發明專利(專利號200410026133.2)公開了一種“電容性電力設備介質損耗在線監測方法及裝置”，主要步驟有：(1)采集接地線上設備泄漏電流信號，經過信號電纜傳輸到位于監控室的第一信號調理器進行處理后，送入數據采集卡第一通道進行采集；(2)采集變電站電壓互感器低壓輸出獲取參考電壓信號，經過信號電纜傳輸到位于監控室的第二信號調理器進行處理后，送入數據采集卡第二通道進行采集；采集時通過第二通道信號觸發第一通道，以保證兩個通道同時采集；(3)計算機將數據采集卡采集到的兩路信號進行頻譜分析求出它們的角差及角差正切值(介質損耗)；(4)計算機內設置數據庫，對監測數據進行數據管理和查詢，通過Web服務器實現遠程監測。該發明通過采集電容性電力設備的系統電壓和接地泄漏電流，先將其轉換為數字信號，再利用頻譜分析(傅里葉變換)求取設備介質損耗。該發明實現了電容性電力設備介質損耗的在線監測、對采集信號的數字化處理以及利用計算機實現數據的管理和歷史數據分析、查詢。該方法存在主要問題：(1)方案設計采取有線方式：即所有信號均通過信號電纜傳輸。在實際當中，變電站內的同一條母線上通常安裝有一臺電壓互感器(PT)和若干臺的電容性設備，因此為了能夠對所有電容性設備的絕緣參數進行在線監測，需鋪設眾多信號電纜將該PT的二次側電壓信號分別引到各個電容性設備的采集裝置內進行相應的處理后，再將采集卡輸出分別通過多條線纜引入計算分析用的計算機，這樣做會帶來很多的弊端。首先，對于110KV及以上電壓等級的變電站來說，由于不同設備之間的距離是比較遠的，作為計算用的基準電壓信號在變電站復雜電磁環境下的遠距離傳輸中很容易發生畸變，從而影響測量精度，造成故障的誤判。其次，長距離敷設電纜也會增大產生電纜接地故障的概率，影響系統的安全可靠運行。再者，變電站電容性設備眾多，需敷設大量電纜，現場施工量大。此外，若變電站一次設備主接線發生變化，都會產生傳輸信號電纜敷設或拆除問題；(2)對于變電站無功補償電容器組來說，被測電容始終處于高壓帶電狀態，基于絕緣安全考慮，也不允許把PT二次側電壓信號用有線方式接到處于高壓狀態的電容電流采集單元上，因而該技術方案并不適用于變電站補償電容器組的在線監測。