[實用新型]一種基于零序電壓原理的并聯電容器保護裝置

有效

• 申請號: 201720952904.3
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN206977033U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 何梓源;陳志慧;齊魯翔
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H02H7/16
• 分類號: H02H7/16
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 肖峰

技術領域

本實用新型涉及并聯電容器保護裝置領域，具體涉及一種基于零序電壓原理的并聯電容器保護裝置。

背景技術

由于近十多年，隨著我國社會經濟的快速發展，電力系統也經歷了快速建設的階段。電力系統容量的迅猛增加需要大量的無功補償設備——并聯電容器組。

在各種無功補償設備中，并聯電容器的單位容量費用最低，有功功率損耗最小(約為額定容量的0.3％至0.5％)，運行維護最簡便。它可以分散安裝在用戶處或靠近負荷中心的地點，實現無功功率就地補償，獲得最好的技術經濟效果。此外，改變容量方便，還可以根據需要分散拆遷到其他地點。由于上述優點，并聯電容器得到廣泛的應用。

國內用戶先是采用外熔絲電容器，后是內外熔絲同時使用，近年開始用內熔絲的大容量電容器就不用外熔絲了，與國外逐步接軌。電容器組的運行經驗證明，配置了電容器保護裝置的電容器裝置很少發生爆炸、著火事故，而多起電容器爆炸、著火的事故原因與電容器故障保護失靈有著密不可分的關系。所以必須有單臺電容器內部故障保護措施以提高電容器裝置運行的安全可靠性。因此，加強電容器裝置的故障保護是避免電容器裝置發生爆炸、著火事故的有效手段。當前大容量并聯補償電容器組的接線和架構很多，采用的熔絲保護以及不平衡保護等主保護方式的組合也多種多樣，這就使得并聯補償電容器組的故障類型更加復雜。而反應不靈敏、保護裝置的成本過高也是當前電容器組故障保護出現的另一個不能忽視的問題。

并聯電容器組的故障類型分為兩種：內部元件擊穿故障、電容端部故障。內部元件的擊穿故障是一個逐漸發展的過程，首先是一串電容被擊穿，然后剩余元件逐漸擊穿，直至最后一個元件被擊穿，最終引起電容器內部的相間短路。相間短路在三角形接線和星形接線中有著不同的表現形式。在星形接線中，它表現為故障相短路，其流過故障電容器的故障電流為正常運行電流的三倍左右。而三角形接線中，相間短路會形成母線極間短路，故障電流導致的母線相間短路。電容器組的端部故障則包括：電容器組和斷路器之間的引線、絕緣子。套管間可能發生的相間短路或接地短路(發生相間短路將會產生很大的短路電流)。

實用新型內容

針對現有的電容器組故障保護裝置存在的反應不靈敏、成本過高的問題，本實用新型提供了一種基于零序電壓原理的并聯電容器保護裝置。

本實用新型采用以下的技術方案：

一種基于零序電壓原理的并聯電容器保護裝置，包括用于采集電容器各相電壓的采樣電路、微處理器模塊、人機接口模塊和開關量輸出模塊，微處理器模塊分別與采樣電路、人機接口模塊和開關量輸出模塊電連接；

所述采樣電路包括電網信號采集電路和電能測量芯片，人機接口模塊包括鍵盤、液晶顯示屏、聲光報警器和手動與自動切換開關，開關量輸出模塊包括可控硅控制器、可控硅和繼電保護裝置，微處理器模塊包括系統電源、DSP處理器、實時時鐘和數據存儲器；

所述電網信號采集電路與電能測量芯片相連，電能測量芯片與DSP處理器電連接，所述鍵盤、液晶顯示屏、聲光報警器和手動與自動切換開關均與DSP處理器電連接，DSP處理器分別與繼電保護裝置和可控硅控制器相連，可控硅控制器與可控硅相連，系統電源、實時時鐘和數據存儲器均與DSP處理器相連。

優選地，所述采樣電路采用型號為CS5463的采樣芯片。

優選地，所述DSP處理器的型號為TMS320F28335。

本實用新型具有的有益效果是：

與現有技術相比，該保護裝置結構簡單，安裝使用方便，工作效率高，價格成本低廉，不僅具有能夠檢測現有電容器組內部元件被擊穿的故障，還能夠檢測出電容器端部故障的特點，并且針對現有的故障類型都有較高的靈敏性。

附圖說明

圖1為基于零序電壓原理的并聯電容器保護裝置的結構框圖。

圖2為基于零序電壓原理的并聯電容器保護裝置的硬件連接圖。

圖3為采樣電路的電路結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行具體的說明：

結合圖1至圖3，一種基于零序電壓原理的并聯電容器保護裝置，包括用于采集電容器三相電壓的采樣電路、微處理器模塊、人機接口模塊和開關量輸出模塊，微處理器模塊分別與采樣電路、人機接口模塊和開關量輸出模塊電連接。采樣電路采用型號為CS5463的采樣芯片。