[實(shí)用新型]變電站并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的在線裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220416334.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202903903U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洪景;周磊;殷衍剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東惠工電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R27/26;G01R19/00;G08C17/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種變電站并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的在線監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

并聯(lián)電容器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的無(wú)功功率補(bǔ)償，一般安裝在變電站內(nèi)采用集中補(bǔ)償，某500KV變電站的電容器組結(jié)構(gòu)如圖1所示。隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大和負(fù)荷需求的不斷增加，系統(tǒng)對(duì)其電壓及無(wú)功的調(diào)節(jié)越來(lái)越頻繁，并聯(lián)電容器組的安全運(yùn)行對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常供電起著非常重要的作用。當(dāng)框架式電容器組中的某只電容器損壞導(dǎo)致整組電容跳閘時(shí)，其他電容可能會(huì)因受沖擊而損壞，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)生電容器組群爆故障，從而擴(kuò)大了事故的范圍及影響。

對(duì)于電力補(bǔ)償電容器組的在線監(jiān)測(cè)，首要的就是對(duì)其電容量的監(jiān)測(cè)。電容絕緣不良會(huì)引起電容器電容值發(fā)生明顯變化，電容量是電容器故障預(yù)警的直接參數(shù)。盡管隨著電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，可應(yīng)用于電容性電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始得到研發(fā)和應(yīng)用，但文獻(xiàn)檢索表明，專門(mén)針對(duì)變電站電力補(bǔ)償電容器組在線監(jiān)測(cè)的研發(fā)尚處于空白階段。

對(duì)于電容器組電容的電容量變化的監(jiān)測(cè)，通常需要采集變電站內(nèi)補(bǔ)償電容器組所在母線PT的電壓信號(hào)及電容器組各個(gè)電容的工作電流信號(hào)，面臨如下問(wèn)題：

(1)為了能夠?qū)λ胁⒙?lián)電容電容量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，需要同步同位置采樣，在實(shí)際當(dāng)中，變電站內(nèi)的同一條母線上通常安裝有一臺(tái)電壓互感器(PT)和若干臺(tái)的電容性設(shè)備，因此為了能夠?qū)λ须娙菪栽O(shè)備的絕緣參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，需鋪設(shè)眾多信號(hào)電纜將該P(yáng)T的二次側(cè)電壓信號(hào)分別引到各個(gè)電容性設(shè)備的采集裝置內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的處理后，再將采集卡輸出分別通過(guò)多條線纜引入計(jì)算分析用的計(jì)算機(jī)，這樣做會(huì)帶來(lái)很多的弊端。首先，對(duì)于110KV及以上電壓等級(jí)的變電站來(lái)說(shuō)，由于不同設(shè)備之間的距離是比較遠(yuǎn)的，作為計(jì)算用的基準(zhǔn)電壓信號(hào)在變電站復(fù)雜電磁環(huán)境下的遠(yuǎn)距離傳輸中很容易發(fā)生畸變，從而影響測(cè)量精度，造成故障的誤判。其次，長(zhǎng)距離敷設(shè)電纜也會(huì)增大產(chǎn)生電纜接地故障的概率，影響系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。再者，變電站電容性設(shè)備眾多，需敷設(shè)大量電纜，現(xiàn)場(chǎng)施工量大。此外，若變電站一次設(shè)備主接線發(fā)生變化，都會(huì)產(chǎn)生傳輸信號(hào)電纜敷設(shè)或拆除問(wèn)題；(2)對(duì)于變電站無(wú)功補(bǔ)償電容器組來(lái)說(shuō)，被測(cè)電容始終處于高壓帶電狀態(tài)，基于絕緣安全考慮，也不允許把PT二次側(cè)電壓信號(hào)用有線方式接到處于高壓狀態(tài)的電容電流采集單元上，因而該技術(shù)方案并不適用于變電站補(bǔ)償電容器組的在線監(jiān)測(cè)。

(2)對(duì)于變電站補(bǔ)償電容的監(jiān)測(cè)，要求被測(cè)電壓和被測(cè)電流須在同一位置進(jìn)行定點(diǎn)采樣，否則將導(dǎo)致傅里葉計(jì)算結(jié)果的不穩(wěn)定，如果變電站內(nèi)補(bǔ)償電容器組安裝有放電PT且放電PT有二次輸出，亦可借助放電PT解決補(bǔ)償電容被測(cè)電壓和被測(cè)電流須同位置定點(diǎn)、同步采樣問(wèn)題，但如果放電PT無(wú)二次輸出或其二次輸出已用于保護(hù)或測(cè)量，只能獲取變電站補(bǔ)償電容的工作電流時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其電容量的監(jiān)測(cè)就成為一個(gè)需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：解決補(bǔ)償電容器運(yùn)行在高壓狀態(tài)，其工作電流取樣須滿足電力規(guī)程所要求的絕緣安全，不允許引線且只能獲取其工作電流時(shí)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其電容量的計(jì)算和在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題，提供一種適用于變電站內(nèi)大量集中安裝的電力補(bǔ)償電容器電容量值計(jì)算的在線監(jiān)測(cè)裝置。

本實(shí)用新型的解決方案是：一種變電站并聯(lián)補(bǔ)償電容器組在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括：

電流測(cè)量單元：至少包括穿心小電流CT、帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、供電模塊和無(wú)線模塊；所述穿心小電流CT套接于電容高壓側(cè)導(dǎo)線上用于耦合電容工作電流，其兩路輸出一路接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電流采樣，另一路接至供電模塊進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器通過(guò)無(wú)線模塊接收同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令后立即啟動(dòng)電流采樣輸入端A/D轉(zhuǎn)換，并將獲取的電流數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送至監(jiān)測(cè)基站；

監(jiān)測(cè)基站：在變電站內(nèi)就地設(shè)置，至少包括計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊向電流測(cè)量單元發(fā)送電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令并接收、存儲(chǔ)和管理測(cè)量數(shù)據(jù)；基于所采集數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)利用根據(jù)電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計(jì)算模型計(jì)算出每只電容的電容量并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；

根據(jù)電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計(jì)算模型是：

步驟a：將同一時(shí)刻該電容器組全部電容器電流測(cè)量值求和后取其均值作為該電容器組同型號(hào)電容器的額定運(yùn)行電流I_額；

步驟b：利用公式(1)計(jì)算每只電容的電容量變化率X，

公式(1)