[發(fā)明專利]一種補(bǔ)償電容器電容量在線監(jiān)測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611029541.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN106597116A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳浩;趙義松;魯旭臣;應(yīng)勇;郭鐵;王楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26
• 代理公司: 遼寧沈陽(yáng)國(guó)興知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21100
• 代理人: 何學(xué)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓電力設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種補(bǔ)償電容器電容量在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

補(bǔ)償電容器是一種在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的電氣元件，主要用于補(bǔ)償電力系統(tǒng)感性負(fù)載的無功功率，能夠有效改善系統(tǒng)的功率因數(shù)，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)電壓和降低線路損耗，是電網(wǎng)降損升壓的有效手段，占整個(gè)補(bǔ)償裝置容量的首位，其安全運(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。

補(bǔ)償電容器根據(jù)整組容量及單元容量的不同，每組需要的數(shù)量也不同，少則幾臺(tái)，多則數(shù)百臺(tái)。由于電容器的工作場(chǎng)強(qiáng)很高，在運(yùn)行中除長(zhǎng)時(shí)間承受工作電壓外，還受到各種內(nèi)外過電壓作用而逐漸老化。在長(zhǎng)期的運(yùn)行工作中，電容器故障時(shí)有發(fā)生，甚至發(fā)生爆炸、火災(zāi)事故，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行及檢修工作人員人身安全構(gòu)成了極大的威脅。為此而采取的“時(shí)間基準(zhǔn)維修”策略，又出現(xiàn)了過多不必要的停機(jī)及維修，耽誤無功補(bǔ)償，甚至因拆卸、組裝過多而出現(xiàn)過早損壞，同時(shí)也無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)帶傷運(yùn)行的電容器，這對(duì)補(bǔ)償電容器的安全運(yùn)行也留下隱患。

目前市場(chǎng)上對(duì)補(bǔ)償電容器裝置的保護(hù)均為整組電容器的相間或單相段間的不平衡監(jiān)測(cè)，沒有針對(duì)單臺(tái)電容器的監(jiān)測(cè)，即當(dāng)整組電容器中的某臺(tái)或幾臺(tái)電容器部分或全部損壞后，不平衡保護(hù)裝置動(dòng)作，開關(guān)跳閘后才能進(jìn)行每臺(tái)電容器的容量的測(cè)量，判斷每臺(tái)電容器的好壞，找到損壞的電容器后再換下。并且現(xiàn)在的每種不平衡保護(hù)方式均存在無法避免的保護(hù)盲區(qū)。由于單臺(tái)電容器的無功容量很大，在現(xiàn)場(chǎng)無法準(zhǔn)確判斷故障電容器的損壞程度，檢查和維護(hù)工作量繁重，需要付出較大的人力物力和相對(duì)較長(zhǎng)的檢修時(shí)間，影響電力系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種補(bǔ)償電容器電容量在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。目的是在補(bǔ)償電容器不停電的前提下，在線測(cè)出補(bǔ)償電容器的電流，并通過電流值變化反應(yīng)電容量的變化，進(jìn)而判斷電容器的運(yùn)行狀態(tài)是否良好。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種補(bǔ)償電容器電容量在線監(jiān)測(cè)裝置，是由串心式電流互感器、無線采集單元及取能單元進(jìn)行一體化封連接而成。

所述串心式電流互感器為測(cè)量裝置，完成對(duì)電流信號(hào)的測(cè)量；無線采集單元完成對(duì)電流信號(hào)的周期采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；取能單元提供穩(wěn)定的12V電壓，完成對(duì)供無線采集單元的供電。

一種補(bǔ)償電容器電容量在線監(jiān)測(cè)方法，是利用一種補(bǔ)償電容器電容量在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)補(bǔ)償電容器進(jìn)行仿真分析，進(jìn)行在線測(cè)量補(bǔ)償電容器的電流值，得到其電流值的變化與電容量的變化二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)提出了補(bǔ)償電容器電容量在線監(jiān)測(cè)方法，進(jìn)而判斷補(bǔ)償電容器運(yùn)行狀態(tài)是否良好。

所述仿真分析是通過使用MATLAB中的Simulink軟件，建立電路模型，以4組電容器組串聯(lián)，每組由12只電容器并聯(lián)組成的補(bǔ)償電容器組為例進(jìn)行仿真，得到了電容器電流值變化量與其電容量變化量的線性關(guān)系，得到了通過監(jiān)測(cè)電流值變化量來反映電容量變化量的監(jiān)測(cè)方法，進(jìn)而判斷補(bǔ)償電容器的運(yùn)行情況是否良好。

所述補(bǔ)償電容器為補(bǔ)償電容器組，通過使用MATLAB中的Simulink軟件，建立電路模型進(jìn)行仿真，得到仿真結(jié)果；

補(bǔ)償電容器組中，電容器流過電流值與電容量有線性關(guān)系，當(dāng)一只電容器電容值減小1%，流過其電流值也相應(yīng)減小約為1%，當(dāng)一只電容器電容值減小3%，流過其電流值也相應(yīng)減小約為3%；當(dāng)一只電容器電容值增大1%，流過其電流值也相應(yīng)增大約為1%，當(dāng)一只電容器電容值增大3%，流過其電流值也相應(yīng)增大約為3%；同一串段中，故障支路非故障電容器與非故障支路正常電容器電流變化趨勢(shì)相反，因此，通過對(duì)電流值的變化情況的監(jiān)測(cè)來判斷電容器的電容值變化情況。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果是：

從本發(fā)明實(shí)施可以看到，通過對(duì)一個(gè)以4組電容器組串聯(lián)，每組由12只電容器并聯(lián)組成的補(bǔ)償電容器組進(jìn)行仿真分析可知，補(bǔ)償電容器電流變化與其電容量變化有著顯著的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可以通過監(jiān)測(cè)電容器電流的變化，來實(shí)時(shí)診斷電容器的電容量變化情況，進(jìn)而可以在補(bǔ)償電容器不停電的情況下實(shí)時(shí)準(zhǔn)確判斷出電容器運(yùn)行狀態(tài)是否良好，避免了檢查和維護(hù)繁重的工作量，降低了試驗(yàn)的時(shí)間和成本，保障變電站補(bǔ)償電容器組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明通過使用MATLAB中的Simulink軟件，建立電路模型，以4組電容器組串聯(lián)，每組由12只電容器并聯(lián)組成的補(bǔ)償電容器組進(jìn)行仿真的仿真圖；