基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法技術

基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法，屬于變電站設備在線監測技術領域。包括參數測量單元和步驟：步驟1001，開始；步驟1002，獲得母線電壓信號；步驟1003，得到電力電容器運行電壓；步驟1004~1005，得到并分解電流信號I；步驟1006~1008，得到介質損耗因數、功率參數和電容量。步驟1009，處于嚴重狀態執行步驟1010，不處于執行步驟1011；步驟1010，發出跳閘指令；步驟1011，處于異常狀態執行步驟1012，不處于執行步驟1013；步驟1012，報警；步驟1013，繼續運行。通過對電力電容器的電容量的實時監測實現了對電力電容器的工作狀態的監測，保證了電力電容器以及高壓電力電容器成套裝置的安全工作。

On line monitoring method of power capacitor operation state based on capacitance

The utility model relates to an on-line monitoring method for the running state of a power capacitor based on capacitance, which belongs to the technical field of on-line monitoring of substation equipment. Including the parameter measurement unit and steps: step 1001, step 1002, get started; bus voltage signal; step 1003, get the operating voltage of the power capacitor; step 1004~1005, and get the current signal decomposition I; step 1006~1008, obtained the dielectric loss factor and capacitance and power parameters. Step 1009 is in a serious condition, step 1010, step 1011 is not; step 1010, a tripping instruction; step 1011, step 1012 in the abnormal state, not in step 1013; step 1012, step 1013, continue to run the alarm. Through the real-time monitoring of the capacitance of the power capacitor, the monitoring of the working state of the power capacitor is realized, and the safety work of the power capacitor and the whole set of the high-voltage power capacitor is guaranteed.

【技術實現步驟摘要】
基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法
基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法，屬于變電站設備在線監測

技術介紹
高壓電力電容器成套裝置是電力系統應用最傳統、最廣泛和數量最多的無功補償設備，我國的無功補償設備容量近10億千乏，絕大部分是并聯電容器成套裝置，在有利于電力系統安全穩定運行，能夠改善電能質量，降低電能損耗、增加輸配線路及電力變壓器的傳輸容量等方面發揮了很好作用。電容無功補償設備的可用率成為電力生產管理的一項重要的技術指標。無功補償裝置在變電站單獨布置安裝，一般通過專用開關裝置并聯在變電站低壓母線上，根據電力變壓器的功率因數或母線電壓高低確定是否投入，由于其投入與否不直接造成用戶停電，而影響供電可可靠性，普遍存在對電力電容器安全可靠運行重視程度不夠的問題，從安裝、運行、檢測、消缺、維護等存在諸多管理漏洞，運行實際表明：電容器事故率居變電站所有設備之首，許多電力電容器成套裝置，形同虛設，由于各種原因甚至常年不能投入運行，其作用未能得到發揮，影響了系統經濟運行和電壓質量。電容量是標志電力電容器介質基本性能和狀態的一項重要指標，能夠反映制造工藝和原材料的優劣以及安全運行的狀態和水平，其中具體表現為：（1）電容器存在滲漏油，空氣中的水分潮氣進入電容器內部，電容元件絕緣降低，油位下降，甚至使電容器引線或元件上端漏出油面，造成極對外殼放電或元件擊穿，損壞電容器。（2）電容器的有功損耗與運行電壓成正比，運行電壓升高致使發熱量顯著增加，絕緣老化加快，甚至引起熱擊穿損壞電容器。在過電壓或諧波的作用下電容器過電流運行，同樣造成元件發熱而損壞電容器。（3）電力電容器因高場強、高溫度的運行條件，電力電容器絕緣老化加速、介質擊穿放電，造成熱擊穿。（4）存在絕緣缺陷、內部有局部放電現象，損壞元件造成電容量變化，可能造成電容量變大，說明內部串聯段的電容元件減少，造成其他內部元件過電壓運行。（5）電容器組中缺臺運行、單臺電容器熔絲非正常熔斷也會致使電容器組的表觀電容量變化。由上述可知，通過監測電力電容器電容量的變化對其運行狀態的判斷至關重要，在現有技術中，還沒有能夠在線對電力電容器的電容量有效監測的方法，因此很難通過電容量對電力電容器的工作狀態進行評價，所以很難獲得電力電容器在實際工作時的工作狀態，因此形成了較大的安全隱患。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種通過對電力電容器的電容量的實時監測實現了對電力電容器的工作狀態的監測，保證了電力電容器以及高壓電力電容器成套裝置安全工作的基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：該基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法，其特征在于：設置有對高壓電力電容器成套設備的電流參數和電壓參數進行測量和處理的參數測量單元，還包括如下步驟：步驟1001，開始對高壓并聯電容器成套設備狀態進行評價；步驟1002，通過參數測量單元獲得高壓并聯電容器成套設備所在變電站母線電壓互感器的二次側電壓信號U；步驟1003，通過參數測量單元計算得到高壓并聯電容器成套設備中電力電容器的運行電壓Uc；步驟1004，通過參數測量單元得到高壓并聯電容器成套裝置出線開關柜電流互感器二次側的電流信號I；步驟1005，分解高壓并聯電容器成套設備的電流信號I；參數測量單元對高壓并聯電容器成套設備的電流信號I進行傅里葉變換得到其中阻性電流分量Ir和容性電流分量Ic；步驟1006，參數測量單元計算得到電力電容器的功率參數；步驟1007，參數測量單元計算得到電力電容器的介質損耗因數；步驟1008，參數測量單元計算得到電力電容器的電容量；步驟1009，參數測量單元根據電力電容器的嚴重狀態判斷規則判斷電力電容器是否處于嚴重狀態，如果處于嚴重狀態，執行步驟1010，如果未處于嚴重狀態，執行步驟1011；步驟1010，電力電容器處于嚴重狀態，參數測量單元向出線開關柜的斷路器發出跳閘指令；步驟1011，參數測量單元根據電力電容器的異常狀態判斷規則判斷電力電容器是否處于異常狀態，如果處于異常狀態，執行步驟1012，如果未處于異常狀態，執行步驟1013；步驟1012，參數測量單元對電抗器的狀態進行報警；步驟1013，電力電容器處于正常工作狀態，高壓電力電容器成套裝置繼續運行。優選的，步驟1009中所述的嚴重狀態判斷規則為：參數測量單元將步驟1008中計算得到的電容量與電力電容器電容量的額定值進行比較并得到其偏差率，如果偏差率大于10%則處于嚴重狀態。優選的，步驟1011中所述的異常狀態判斷規則為：參數測量單元將步驟1008中計算得到的電容量與電力電容器電容量的額定值進行比較并得到其偏差率，如果偏差率為5%~10%，則處于異常狀態。優選的，步驟1006中所述的功率參數包括：高壓并聯電容器成套設備回路中消耗的有功功率值，高壓并聯電容器成套設備回路輸出的無功功率和高壓并聯電容器成套設備中電力電容器消耗的有功功率。優選的，所述的參數測量單元，包括電流采集模塊、電壓采集模塊、信號處理模塊、邏輯分析模塊以及聲光報警模塊，電流采集模塊和電壓采集模塊的輸出端同時與信號處理模塊的輸入端相連，信號處理模塊的輸出端與邏輯分析模塊的輸入端相連，邏輯分析模塊的輸出端連接聲光報警模塊。優選的，所述的電壓采集模塊連接設置在高壓并聯電容器成套設備變電站母線的電壓互感器的二次側。優選的，所述的電流采集模塊連接高壓并聯電容器成套裝置出線開關柜的電流互感器的二次側。與現有技術相比，本專利技術所具有的有益效果是：在本基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法中，通過對電力電容器電容量的實時計算實現了對電力電容器以及高壓電力電容器成套裝置工作狀態的監測，保證了電力電容器以及高壓電力電容器成套裝置的安全工作。本基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法是在電力電容器實際運行工況下測量，在不增加任何一次設備的情況下，實現對電力電容器的電容量實時檢測，能夠真實反映其絕緣狀態，可在線同時監測三相高壓電容器的介質損耗因數tgδ，測量結果可信度和可比較性更高，而且能有發現一些低電壓下不能發現的絕緣缺陷。在高壓電力電容器出現絕緣故障時立即發出警報，提醒運維人員的對電容器進行后續的檢查或更換。電容量偏差過大時立即發出告警信號，或者向其開關柜的進線斷路器發出跳閘指令，退出裝置運行，防止發生電力電容器的絕緣損壞事故。并通過標準的通訊接口與變電站綜合自動化系統相聯絡，方便了變電站無功補償裝置的安全運行控制，提高了電力電容器組的智能化水平。附圖說明圖1為基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法流程圖。圖2為基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法參數測量單元原理方框圖。具體實施方式圖1~2是本專利技術的最佳實施例，下面結合附圖1~2對本專利技術做進一步說明。如圖1所示，基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法，包括如下步驟：步驟1001，開始；開始進行高壓電力電容器成套裝置中電力電容器運行狀態監測方法；步驟1002，測量得到變電站母線的電壓信號；在本高壓電力電容器成套裝置中電力電容器運行狀態監測方法中，設置有對高壓并聯電容器成套設備的運行參數進行測量和處理的參數測量單元。如圖2所示，參數測量單元包括：電流采集模塊、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法，其特征在于：設置有對高壓電力電容器成套設備的電流參數和電壓參數進行測量和處理的參數測量單元，還包括如下步驟：步驟1001，開始對高壓并聯電容器成套設備狀態進行評價；步驟1002，通過參數測量單元獲得高壓并聯電容器成套設備所在變電站母線電壓互感器的二次側電壓信號U；步驟1003，通過參數測量單元計算得到高壓并聯電容器成套設備中電力電容器的運行電壓Uc；步驟1004，通過參數測量單元得到高壓并聯電容器成套裝置出線開關柜電流互感器二次側的電流信號I；步驟1005，分解高壓并聯電容器成套設備的電流信號I；參數測量單元對高壓并聯電容器成套設備的電流信號I進行傅里葉變換得到其中阻性電流分量Ir和容性電流分量Ic；步驟1006，參數測量單元計算得到電力電容器的功率參數；步驟1007，參數測量單元計算得到電力電容器的介質損耗因數；步驟1008，參數測量單元計算得到電力電容器的電容量；步驟1009，參數測量單元根據電力電容器的嚴重狀態判斷規則判斷電力電容器是否處于嚴重狀態，如果處于嚴重狀態，執行步驟1010，如果未處于嚴重狀態，執行步驟1011；步驟1010，電力電容器處于嚴重狀態，參數測量單元向出線開關柜的斷路器發出跳閘指令；步驟1011，參數測量單元根據電力電容器的異常狀態判斷規則判斷電力電容器是否處于異常狀態，如果處于異常狀態，執行步驟1012，如果未處于異常狀態，執行步驟1013；步驟1012，參數測量單元對電抗器的狀態進行報警；步驟1013，電力電容器處于正常工作狀態，高壓電力電容器成套裝置繼續運行。...

【技術特征摘要】
1.基于電容量的電力電容器運行狀態在線監測方法，其特征在于：設置有對高壓電力電容器成套設備的電流參數和電壓參數進行測量和處理的參數測量單元，還包括如下步驟：步驟1001，開始對高壓并聯電容器成套設備狀態進行評價；步驟1002，通過參數測量單元獲得高壓并聯電容器成套設備所在變電站母線電壓互感器的二次側電壓信號U；步驟1003，通過參數測量單元計算得到高壓并聯電容器成套設備中電力電容器的運行電壓Uc；步驟1004，通過參數測量單元得到高壓并聯電容器成套裝置出線開關柜電流互感器二次側的電流信號I；步驟1005，分解高壓并聯電容器成套設備的電流信號I；參數測量單元對高壓并聯電容器成套設備的電流信號I進行傅里葉變換得到其中阻性電流分量Ir和容性電流分量Ic；步驟1006，參數測量單元計算得到電力電容器的功率參數；步驟1007，參數測量單元計算得到電力電容器的介質損耗因數；步驟1008，參數測量單元計算得到電力電容器的電容量；步驟1009，參數測量單元根據電力電容器的嚴重狀態判斷規則判斷電力電容器是否處于嚴重狀態，如果處于嚴重狀態，執行步驟1010，如果未處于嚴重狀態，執行步驟1011；步驟1010，電力電容器處于嚴重狀態，參數測量單元向出線開關柜的斷路器發出跳閘指令；步驟1011，參數測量單元根據電力電容器的異常狀態判斷規則判斷電力電容器是否處于異常狀態，如果處于異常狀態，執行步驟1012，如果未處于異常狀態，執行步驟1013；步驟1012，參數測量單元對電抗器的狀態進行報警；步驟1013，電力電容器處于正常工作狀態，高壓電力電容器成套裝置繼續運行。2.根據權利要求1所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：榮慶玉，咸日常，逯遙，
申請(專利權)人：山東匯能電氣有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37