[發明專利]一種35kV電容器組在線監測預警裝置

無效

• 申請號: 201410338039.4
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104111392A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 覃日升;陳晶;李勝男;徐志;邢超;郭成;趙澤平
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院;云南電網公司技術分公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/25;G01R27/26
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬于高壓輸電技術中的一次設備監測保護，特別涉及一種35kV電力電容器組各串電容器器的在線監測預警裝置結構技術領域。

背景技術

電力電容器在電力系統中用途廣泛，是電力系統中最重要的工作元件。電力電容器在運行中除長時間承受工作電壓外，還受到各種內外過電壓作用而逐漸老化。運行條件下電力電容器與輸電線路直接聯接，采用常規檢測方法對電力電容器進行檢測時，必須使整個輸電線路停止運行才能進行，影響了生產。而且每年都曾因停電困難造成電力電容器預防性漏試，這對電力電容器的安全運行也留下隱患。當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，擴大了事故的范圍及影響。除了設備故障損失，臨時增加的電容故障搶修干擾了運行部門的計劃工作安排，增加了工作負擔。

電力電容器作為電力系統無功補償、消除諧波的重要裝置，電容器組的正常運行對于電力系統電能的質量與效益都起著重要的作用，但由于電容器本身的設計及運行條件各方面的原因，造成電容器的損壞率較高。電力電容運行時常見的故障如下。

（1）環境溫度：電容器周圍環境的溫度太高或者太低。如果環境溫度太高，電容工作時所產生的熱就散不出去：如果環境溫度太低，電容器內的油就可能會凍結，容易電擊穿。

（2）工作溫度：電容器工作時，其內部介質的溫度應低于65℃，最高不得超過70℃，否則會引起熱擊穿，或是引起鼓肚現象。

（3）工作電壓：電容器對電壓十分敏感，因為電容器的損耗與電壓平方成正比，過電壓會使電容器發熱嚴重，電容器絕緣會加速老化，壽命縮短，甚至電擊穿。

（4）工作電流與諧波問題：當電容器安裝工作于含有磁飽和穩壓器、大型整流器和電弧爐等“諧波源”的電網上時，交流電中就會出現高次諧波。對于n次諧波而言，電容器的電抗將是基波時的1/n，因此．諧波對電流的影響是很厲害的。諧波的這種電流對電容器非常有害。極容易使電容器擊穿引起相間短路。

（5）切電容器組時，由于斷路器重燃引起的重燃過電壓造成電容器極間絕緣損傷甚至擊穿。有的電容器組無任何過電壓保護措施，也無串聯電抗器，尤其在農灌季節，平均每天操作1次，就更容易導致其絕緣損傷。甚至引起爆炸。

為實時掌握電力電容器的運行工況，需要對電容器放電電壓和支路補償電流進行采集，通過計算分析出實際電容值，電壓電流諧波等與電容安全運行密切相關的量值等參數進行在線監測，在線診斷出即將故障的電容器并預警，提醒運行部門提前制定計劃更換該即將故障的電容器，預防事故的發生，避免事故的損失。此外，提醒運行部門制定整改措施，改善電容運行環境，延長電容使用壽命。

發明內容

本發明提出一種35kV電容器組串在線監測預警裝置。能夠實現對35kV電容器組各串電容器的電容值、介損變化、諧波電壓及諧波電流等功能的在線預警監測功能。本發明采用無線電流傳感器實現對35kV電容器組各串電容器電流的采集和傳輸，克服了高壓對二次端子引出線放電造成短路的潛在安全隱患；本發明通過電容器組就地采集箱實現了對35kV電容器組各串電容器電壓、電流的同步采集，通信箱中的光耦合隔離運算放大器，將監測信號轉化為光信號，通過單模光纖與站內在線監測屏通訊。智能在線監測屏通過計算各串電容器電容值偏差、有功功率偏差及諧波電壓和諧波電流，當偏差值高于設定的限值時，發告警信號至變電站監控后臺，實現對電容器組故障的預警。

本發明采用的技術方案為，一種35kV電容器組在線監測預警裝置，該35kV電容器組在線監測預警裝置包括電流就地信號采集裝置及遠程在線預警監測終端；電流就地信號采集裝置還包括就地信號采集箱和通信箱；在該35kV電容器組在線監測預警裝置的末端星性連接的A、B、C三相連接鋁排處安裝電流傳感器，該電流互感器采用卡口式，A、B、C三相連接鋁排穿過其內部空心處，采集的電流信號變換至二次側小電流后通過無線方式傳遞到對應單元信號采集箱；各單元信號采集箱匯集至通信箱后，通過光纜遠程傳輸至遠程在線預警監測終端。

本發明所述的電流就地信號采集裝置安裝在被監測電容器組安全圍欄上；就地信號采集箱包括電流、電壓采集單元、采集信號處理單元、LED指示燈、電源單元；電源單元由交直流電源接口和開關電源模塊構成，供電電源通過交直流電源接口與開關電源模塊連接，開關電源模塊分別與采集信號處理單元、數據傳輸單元、LED指示燈連接；采集信號處理單元由傳感器、電流、電壓變換器、光耦型隔離運算放大器、A/D轉換器依序連接構成；數據傳輸單元由以太網TCP/IP協議模塊作為通訊端口、模擬信號輸入接口和數字信號傳輸接口構成。