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    重庆时时彩龙虎开奖APP: 一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201310251834.5

    申请日:

    2013.06.24

    公开号:

    CN103344853A

    公开日:

    2013.10.09

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G01R 31/00申请公布日:20131009|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20130624|||公开
    IPC分类号: G01R31/00 主分类号: G01R31/00
    申请人: 国家电网公司; 江苏省电力公司; 江苏省电力公司苏州供电公司; 江苏方天电力技术有限公司
    发明人: 王红星; 江卫中; 周文华; 张曦; 华水荣
    地址: 100031 北京市西城区西长安街86号
    优先权:
    专利代理机构: 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 代理人: 项丽
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310251834.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.02.08|||2013.11.06|||2013.10.09

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法,包括实时监测并联电容器装置的端电压、电容器组的端电压、电抗器的端电压,根据电容器组的端电压和电抗器的端电压计算得出LC串联支路的感抗值和容抗值以及LC串联支路的自振频率;根据LC串联支路的自振频率的变化分析得出电容器中元件的损坏个数及影响程度。本发明利用LC串联支路的自振频率的变化来判断电容器的故障,能够快速准确的确定电容器中元件损坏的数量,判断电容器的运行状况,从而保证电容器的运行安全。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法,应用于对变电站并联电容器装置的故障进行分析判断,所述的变电站并联电容器装置由电容器组和串联电抗器以及包括放电线圈在内的辅助设备构成,而若干电容器串并联构成所述的电容器组,而每个所述的电容器中包括若干串并联的电容元件,所述的电容器组与所述的串联电抗器构成LC串联支路,所述的电容器组与所述的放电线圈相串联,所述的变电站并联电容器装置还连接有电压互感器,其特征在于:该方法包括实时监测得到所述的并联电容器装置的端电压、所述的电容器组的端电压、所述的电抗器的端电压,该方法实时的根据上述电容器组的端电压和电抗器的端电压计算得出所述的LC串联支路的感抗值和容抗值,并据此计算出所述的LC串联支路的自振频率,所述的LC串联支路的自振频率为
    fr=12πLC=ω02πXL/XC=f0XCXL=f0UCUL,]]>
    其中,ω0为基准角频率,即2πf0,f0为50Hz,XL为所述的LC串联支路的感抗值,XC为所述的LC串联支路的容抗值,UC为所述的电容器组的端电压,UL为所述的电抗器的端电压;
    该方法根据所述的LC串联支路的自振频率的变化并利用所述的并联电容器装置的各项参数分析得出所述的电容器中元件的损坏个数及影响程度。

    2.  根据权利要求1所述的一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法,其特征在于:通过所述的电压互感器和所述的放电线圈来监测所述的并联电容器装置的端电压和所述的电容器组的端电压。

    3.  根据权利要求1所述的一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法,其特征在于:所述的并联电容器装置的各项参数包括串并联数、接线方式、熔丝设置。

    说明书

    说明书一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法
    技术领域
    本发明涉及一种电容器故障的判断方法,具体地说,涉及一种利用电容器的自振频率来判断其故障情况的方法。
    背景技术
    变电站并联电容器装置中,为限制电容器合闸涌流、抑制电网谐波,需串联1%-12%等不同电抗率的电抗器。目前室内电容器串联的电抗器以4.5%-6%电抗率为常见,且电抗器以环氧树脂浇注的干式绝缘为主。并联电容器装置运行过程中,常受到如下不利因素的影响,导致故障率一直偏高:
    (1)设备制造存在薄弱环节
    电容器串联电抗器在车间浇注过程中,绝缘材料内留有气隙、杂质,匝间绝缘裕度不高,将会给电容器的运行留下故障隐患。某些厂家为节约成本,电抗器容量裕度也不大,当电容器冲击合闸或承受电容器故障电流时,内部易产生热击穿的累计效应,极易产生起烟、燃弧等故障。
    (2)并联电容器装置频繁投切
    变电站并联电容器装置投切为VQC自动控制,为平衡无功,调整母线电压,导致并联电容器装置频繁投切。据相关试验验证,分闸过电压受电容器串联电抗率的影响,随电抗率的升高而增加,电容器开关的频繁投切,即使采用避雷器?;?,但是过电压长期累积效应将对电抗器、电容器绝缘产生伤害,存在起烟燃弧故障隐患。
    (3)电网谐波的影响
    电容器串联电抗器的配置需结合电网背景谐波综合考虑,当电网5次谐波含量较高时,需配置5%左右电抗器;当电网3次谐波含量较高时,需配置12%电抗器。谐波影响导致电容器以及电抗器故障,极端情况下电容器组、电抗器起烟燃烧。
    传统的并联电容器装置?;ぴ砦诘缛萜髯樵骷⑸收虾?,阻抗改变而引起电容器工作回路电压、电流等电气参数的变化,有选择的启动电容器跳闸回路,切断故障。主要的?;づ渲糜械缛萜髯榈偷缪贡;?、三相不平衡电压?;?、三相不平衡电流?;?、电压差动?;?、过流速断?;さ?。
    然而实践证明,电容器组部分元件损坏相当长的一段时间内,电容器组工作回路的电压、电流参数并不会发生明显变化,很难区分此类电压、电流的变化是否为电容元件损坏,还是系统电压波动和负荷变化等因素引起,只有较大数量的电容器元件损坏,故障扩大时才会产生较大的电压电流变化,进而引起?;ざ?。
    换言之,即少量电容元件损坏引起的电压电流的变化较小,导致基于电压、电流参数变化而配置的传统的?;ぷ爸么嬖诒;っで?,无法在故障第一时间内有效切除故障或提出预警。
    发明内容
    本发明的目的是提供一种并联电容器装置监测系统所采用的能够及时有效的发现电容器故障的方法。
    为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
    一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法,应用于对变电站并联电容器装置的故障进行分析判断,所述的变电站并联电容器装置由电容器组和串联电抗器以及包括放电线圈在内的辅助设备构成,而若干电容器串并联构成所述的电容器组,而每个所述的电容器中包括若干串并联的电容元件,所述的电容器组与所述的串联电抗器构成LC串联支路,所述的电容器组与所述的放电线圈相串联,所述的变电站并联电容器装置还连接有电压互感器,该方法包括实时监测得到所述的并联电容器装置的端电压、所述的电容器组的端电压、所述的电抗器的端电压,该方法实时的根据上述电容器组的端电压和电抗器的端电压计算得出所述的LC串联支路的感抗值和容抗值,并据此计算出所述的LC串联支路的自振频率,所述的LC串联支路的自振频率为
    fr=12πLC=ω02πXL/XC=f0XCXL=f0UCUL,]]>
    其中,ω0为基准角频率,即2πf0,f0为50Hz,XL为所述的LC串联支路的感抗值,XC为所述的LC串联支路的容抗值,UC为所述的电容器组的端电压,UL为所述的电抗器的端电压;
    该方法根据所述的LC串联支路的自振频率的变化并利用所述的并联电容器装置的各项参数分析得出所述的电容器中元件的损坏个数及影响程度。
    优选的,通过所述的电压互感器和所述的放电线圈来监测所述的并联电容器装置的端电压和所述的电容器组的端电压。
    优选的,所述的并联电容器装置的各项参数包括串并联数、接线方式、熔丝设置。
    由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明利用LC串联支路的自振频率的变化来判断电容器的故障,能够快速准确的确定电容器中元件损坏的数量,判断电容器的运行状况,从而保证电容器的运行安全。
    附图说明
    附图1为单星形电容器补偿装置的原理图。
    附图2为单相电容器组的示意图。
    附图3为内熔丝单台电容器的示意图。
    具体实施方式
    下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
    实施例一:一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法(简称自振频率法),应用于变电站并联电容器装置中对其故障进行分析判断。
    变电站并联电容器装置由电容器组和串联电抗器以及包括放电线圈在内的辅助设备构成,而若干电容器串并联构成电容器组,而每个电容器中包括若干串并联的电容元件,电容器组与串联电抗器构成LC串联支路,电容器组与放电线圈相串联,变电站并联电容器装置还连接有电压互感器。
    目前变电站中无功补偿装置型式较多,分为无熔丝、内熔丝、外熔丝;单星形、双星型等多种形式。而内熔丝电容器(如附图3所示)内部元件发生击穿时,所在并联段的电容器对故障元件放电,导致内熔丝熔断,故障元件隔离,从而保证其它元件的正常工作。因此内熔丝电容器单元件损坏对整套装置的影响最小。因此,本发明以目前变电站应用较广的单星形内熔丝电容器补偿装置为例进行阐述。
    假设电容器组单星形接线,每相的电容器组内部的电容器N个串联M个并联,而单台电容器内部的电容元件间的接线方式为n个串联m个并联,如附图2所示。相电容器组的容抗初始值为XC0,感抗初始值为XL0,初始自振 频率为fr0。
    假设某相电容器组中有一台电容器的内部某一串联段的k个电容元件击穿,熔丝断开,故障元件被隔离。
    并联电容器装置(如附图1所示)具有电压互感器且设置有放电线圈,首先通过电压互感器和放电线圈来监测并联电容器装置的端电压和电容器组的端电压以及电抗器的端电压,而不需要另外增加互感器即可分别监测支路中电容器端电压和电抗器的端电压。
    然后自振频率法实时的根据上述电容器组的端电压和电抗器的端电压计算得出LC串联支路的感抗值和容抗值,并据此计算出LC串联支路的自振频率,LC串联支路的自振频率为
    fr=12πLC=ω02πXL/XC=f0XCXL=f0UCUL,]]>
    其中,ω0为基准角频率,即2πf0,f0为50Hz,XL为LC串联支路的感抗值,XC为LC串联支路的容抗值,UC为电容器组的端电压,UL为电抗器的端电压。
    当k个电容元件击穿后,故障的这台电容器的阻抗变化倍(k为元件击穿数),进而使该故障相的电容器组的阻抗变化倍,则故障相的容抗XC'变为而其感抗不变。
    故此时的自振频率fr'为
    fr=f0(1+kNMn(m-k)+N(M-1)k)XC0XL0=1+kNMn(m-k)+N(M-1)kfr0,]]>

    frfr0=1+kNMn(m-k)+N(M-1)k.]]>
    若N=1,M=2,n=2,m=8,k=1,则
    frfr0=1.017;]]>
    若k=2,则
    frfr0=1.0377.]]>
    由此可以看出,当发生故障时,LC串联支路的自振频率相对于初始的自振频率会发生变化,因而可以通过这一变化来发现并分析故障。在利用LC串联支路的自振频率的变化来分析故障时,还需利用电容器组的各项参数(包括串并联数、接线方式、熔丝设置等),分析判断导致自振频率变化的原因,才能分析得出电容器中元件的损坏个数及影响程度。通过电容器监测系统发出预警或告警信号,便于及时安排检修。
    本方法监测并联电容器装置的相电压和对应相电容器组电压,无须考虑电容器元件损坏导致中性点偏移产生的电压偏差,更不必考虑系统三相不平衡带来的测量误差;而且采用电压比值进行计算,母线电压的变化不影响计算的结果,保证了测量的准确度。
    本方法采用现有测试手段,实现了单相支路自振频率的测量,根据频率的变化有效判断并联电容器装置中电容器元件的损坏情况,有效解决了传统高压并联电容器装置运行状态实时在线监测装置监测数据精确性不够的问题。通过本方法,为电容器设备的维护提供了更精确的数据,为并联电容器装置的在线监测提供完整的解决方案,为电容器设备的维护工作减轻了负担。
    通过本方法,对并联电容器装置的运行状况和单相支路频率进行实时监测和分析,对早期故障实现跟踪和预警,避免故障发展和扩大,节省了设备的更新改造费用和相关人工费用,保证电网的无功平衡,降低电能损耗,具有十分重要的意义。同时提高了电网的供电质量,保证了系统的稳定,同时也为用户提供了优质的供电服务。
    上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的?;し段?。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的?;し段е?。

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    一种 频率 判断 并联 电容器 装置 故障 方法
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