[發(fā)明專利]一種自振頻率判斷并聯(lián)電容器裝置故障的方法

無效

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• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103344853A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 王紅星;江衛(wèi)中;周文華;張曦;華水榮
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司蘇州供電公司;江蘇方天電力技術有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 項麗

技術領域

本發(fā)明涉及一種電容器故障的判斷方法，具體地說，涉及一種利用電容器的自振頻率來判斷其故障情況的方法。

背景技術

變電站并聯(lián)電容器裝置中，為限制電容器合閘涌流、抑制電網(wǎng)諧波，需串聯(lián)1%-12%等不同電抗率的電抗器。目前室內(nèi)電容器串聯(lián)的電抗器以4.5%-6%電抗率為常見，且電抗器以環(huán)氧樹脂澆注的干式絕緣為主。并聯(lián)電容器裝置運行過程中，常受到如下不利因素的影響，導致故障率一直偏高：

（1）設備制造存在薄弱環(huán)節(jié)

電容器串聯(lián)電抗器在車間澆注過程中，絕緣材料內(nèi)留有氣隙、雜質(zhì)，匝間絕緣裕度不高，將會給電容器的運行留下故障隱患。某些廠家為節(jié)約成本，電抗器容量裕度也不大，當電容器沖擊合閘或承受電容器故障電流時，內(nèi)部易產(chǎn)生熱擊穿的累計效應，極易產(chǎn)生起煙、燃弧等故障。

（2）并聯(lián)電容器裝置頻繁投切

變電站并聯(lián)電容器裝置投切為VQC自動控制，為平衡無功，調(diào)整母線電壓，導致并聯(lián)電容器裝置頻繁投切。據(jù)相關試驗驗證，分閘過電壓受電容器串聯(lián)電抗率的影響，隨電抗率的升高而增加，電容器開關的頻繁投切，即使采用避雷器保護，但是過電壓長期累積效應將對電抗器、電容器絕緣產(chǎn)生傷害，存在起煙燃弧故障隱患。

（3）電網(wǎng)諧波的影響

電容器串聯(lián)電抗器的配置需結合電網(wǎng)背景諧波綜合考慮，當電網(wǎng)5次諧波含量較高時，需配置5%左右電抗器；當電網(wǎng)3次諧波含量較高時，需配置12%電抗器。諧波影響導致電容器以及電抗器故障，極端情況下電容器組、電抗器起煙燃燒。

傳統(tǒng)的并聯(lián)電容器裝置保護原理為基于電容器組元器件發(fā)生故障后，阻抗改變而引起電容器工作回路電壓、電流等電氣參數(shù)的變化，有選擇的啟動電容器跳閘回路，切斷故障。主要的保護配置有電容器組低電壓保護、三相不平衡電壓保護、三相不平衡電流保護、電壓差動保護、過流速斷保護等。

然而實踐證明，電容器組部分元件損壞相當長的一段時間內(nèi)，電容器組工作回路的電壓、電流參數(shù)并不會發(fā)生明顯變化，很難區(qū)分此類電壓、電流的變化是否為電容元件損壞，還是系統(tǒng)電壓波動和負荷變化等因素引起，只有較大數(shù)量的電容器元件損壞，故障擴大時才會產(chǎn)生較大的電壓電流變化，進而引起保護動作。

換言之，即少量電容元件損壞引起的電壓電流的變化較小，導致基于電壓、電流參數(shù)變化而配置的傳統(tǒng)的保護裝置存在保護盲區(qū)，無法在故障第一時間內(nèi)有效切除故障或提出預警。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種并聯(lián)電容器裝置監(jiān)測系統(tǒng)所采用的能夠及時有效的發(fā)現(xiàn)電容器故障的方法。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種自振頻率判斷并聯(lián)電容器裝置故障的方法，應用于對變電站并聯(lián)電容器裝置的故障進行分析判斷，所述的變電站并聯(lián)電容器裝置由電容器組和串聯(lián)電抗器以及包括放電線圈在內(nèi)的輔助設備構成，而若干電容器串并聯(lián)構成所述的電容器組，而每個所述的電容器中包括若干串并聯(lián)的電容元件，所述的電容器組與所述的串聯(lián)電抗器構成LC串聯(lián)支路，所述的電容器組與所述的放電線圈相串聯(lián)，所述的變電站并聯(lián)電容器裝置還連接有電壓互感器，該方法包括實時監(jiān)測得到所述的并聯(lián)電容器裝置的端電壓、所述的電容器組的端電壓、所述的電抗器的端電壓，該方法實時的根據(jù)上述電容器組的端電壓和電抗器的端電壓計算得出所述的LC串聯(lián)支路的感抗值和容抗值，并據(jù)此計算出所述的LC串聯(lián)支路的自振頻率，所述的LC串聯(lián)支路的自振頻率為