專利名稱：變電站并聯(lián)補償電容器組的在線監(jiān)測方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力設備在線監(jiān)測技術領域，具體涉及一種變電站并聯(lián)補償電容器組的在線監(jiān)測方法及其裝置。
背景技術：
并聯(lián)電容器廣泛應用于電力系統(tǒng)的無功功率補償，一般安裝在變電站內采用集中補償，某500KV變電站的電容器組結構如圖I所示。隨著電網規(guī)模的日益擴大和負荷需求的不斷增加，系統(tǒng)對其電壓及無功的調節(jié)越來越頻繁，并聯(lián)電容器組的安全運行對于整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常供電起著非常重要的作用。當框架式電容器組中 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(fā)生電容器組群爆故障，從而擴大了事故的范圍及影響。對于電力補償電容器組的在線監(jiān)測，首要的就是對其電容量的監(jiān)測。電容絕緣不良會引起電容器電容值發(fā)生明顯變化，電容量是電容器故障預警的直接參數。盡管隨著電力設備在線監(jiān)測技術的快速發(fā)展，可應用于電容性電力設備的在線監(jiān)測系統(tǒng)開始得到研發(fā)和應用，但文獻檢索表明，專門針對變電站電力補償電容器組在線監(jiān)測的研發(fā)尚處于空白階段。對于電容器組電容的電容量變化的監(jiān)測，通常需要采集變電站內補償電容器組所在母線PT的電壓信號及電容器組各個電容的工作電流信號，面臨如下問題(I)為了能夠對所有并聯(lián)電容電容量進行在線監(jiān)測，需要同步同位置采樣，在實際當中，變電站內的同一條母線上通常安裝有一臺電壓互感器(PT)和若干臺的電容性設備，因此為了能夠對所有電容性設備的絕緣參數進行在線監(jiān)測，需鋪設眾多信號電纜將該PT的二次側電壓信號分別引到各個電容性設備的采集裝置內進行相應的處理后，再將采集卡輸出分別通過多條線纜引入計算分析用的計算機，這樣做會帶來很多的弊端。首先，對于110KV及以上電壓等級的變電站來說，由于不同設備之間的距離是比較遠的，作為計算用的基準電壓信號在變電站復雜電磁環(huán)境下的遠距離傳輸中很容易發(fā)生畸變，從而影響測量精度，造成故障的誤判。其次，長距離敷設電纜也會增大產生電纜接地故障的概率，影響系統(tǒng)的安全可靠運行。再者，變電站電容性設備眾多，需敷設大量電纜，現場施工量大。此外，若變電站一次設備主接線發(fā)生變化，都會產生傳輸信號電纜敷設或拆除問題；(2)對于變電站無功補償電容器組來說，被測電容始終處于高壓帶電狀態(tài)，基于絕緣安全考慮，也不允許把PT 二次側電壓信號用有線方式接到處于高壓狀態(tài)的電容電流采集單元上，因而該技術方案并不適用于變電站補償電容器組的在線監(jiān)測。(2)對于變電站補償電容的監(jiān)測，要求被測電壓和被測電流須在同一位置進行定點采樣，否則將導致傅里葉計算結果的不穩(wěn)定，如果變電站內補償電容器組安裝有放電PT且放電PT有二次輸出，亦可借助放電PT解決補償電容被測電壓和被測電流須同位置定點、同步采樣問題，但如果放電PT無二次輸出或其二次輸出已用于保護或測量，只能獲取變電站補償電容的工作電流時，如何實現對其電容量的監(jiān)測就成為一個需要解決的技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是解決補償電容器運行在高壓狀態(tài)，其工作電流取樣須滿足電力規(guī)程所要求的絕緣安全，不允許引線且只能獲取其工作電流時如何實現對其電容量的計算和在線監(jiān)測問題，提供一種適用于變電站內大量集中安裝的電力補償電容器電容量值計算的在線監(jiān)測方法及裝置。本發(fā)明的解決方案是一種變電站并聯(lián)補償電容器組的在線監(jiān)測方法，其特征在于，同步采樣各個電容的工作電流，采用無線方式實現同步采樣控制并傳送測量數據，利用計算機完成數據處理和故障分析告警，包括以下步驟I)在每只電容的高壓側設計加裝自供電的電流測量單元，每個電流測量單元接到基站無線發(fā)送的采集轉換命令后立即啟動同步采樣，獲取各個電容的工作電流并無線發(fā)送至位于變電站內的監(jiān)測基站；
2)在變電站內設置監(jiān)測基站，內置計算機和無線模塊①發(fā)送電容電流同步采樣啟動轉換命令，②接收測量數據并存儲管理，③利用根據電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計算模型計算出每只電容的電容量，④計算結果發(fā)送至遠程監(jiān)控中心監(jiān)控主機；根據電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計算模型是步驟a :將同一時刻該電容器組全部電容器電流測量值求和后取其均值作為該電容器組同型號電容器的額定運行電流Is ;步驟b :利用公式(I)計算每只電容的電容量變化率X，
權利要求
1.變電站并聯(lián)補償電容器組的在線監(jiān)測方法，其特征在干，同步采樣各個電容的工作電流，采用無線方式實現同步采樣控制并傳送測量數據，利用計算機完成數據處理和故障分析告警，包括以下步驟 1)在每只電容的高壓側設計加裝自供電的電流測量單元，每個電流測量單元接到基站無線發(fā)送的采集轉換命令后立 即啟動同步采樣，獲取各個電容的工作電流并無線發(fā)送至位于變電站內的監(jiān)測基站； 2)在變電站內設置監(jiān)測基站，內置計算機和無線模塊①發(fā)送電容電流同步采樣啟動轉換命令，②接收測量數據并存儲管理，③利用根據電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計算模型計算出每只電容的電容量，④計算結果發(fā)送至遠程監(jiān)控中心監(jiān)控主機； 根據電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計算模型是 步驟a :將同一時刻該電容器組全部電容器電流測量值求和后取其均值作為該電容器組同型號電容器的額定運行電流; 步驟b :利用公式(I)計算每只電容的電容量變化率X，
2.一種變電站并聯(lián)補償電容器組在線監(jiān)測裝置，其特征在于，包括 電流測量単元至少包括穿心小電流CT、帶A/D轉換的微處理器、供電模塊和無線模塊；所述穿心小電流CT套接于電容高壓側導線上用于耦合電容工作電流，其兩路輸出一路接至微處理器A/D轉換輸入端用于電流采樣，另一路接至供電模塊進行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器通過無線模塊接收同步采樣啟動轉換命令后立即啟動電流采樣輸入端A/D轉換，并將獲取的電流數據通過無線模塊發(fā)送至監(jiān)測基站； 監(jiān)測基站在變電站內就地設置，至少包括計算機和無線模塊，計算機通過無線模塊向電流測量単元發(fā)送電流同步采樣啟動轉換命令并接收、存儲和管理測量數據；基于所采集數據，計算機利用根據電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計算模型計算出每只電容的電容量并將計算結果發(fā)送至遠程監(jiān)控中心； 遠程監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機，接收變電站監(jiān)測基站數據，對同一電容數據進行歷史對比、同組電容數據分別進行橫向及縱向對比，綜合評估電容量參數的變化量后，對變化量大于一定值的電容器提出故障告警。
全文摘要
變電站并聯(lián)補償電容器組的在線監(jiān)測方法，在每只電容的高壓側設計加裝自供電的電流測量單元，獲取各個電容的工作電流并無線發(fā)送至位于變電站內的監(jiān)測基站，利用計算機根據電容器組串并聯(lián)電容電流變化幅度和方向所建立的工程計算模型計算出每只電容的電容量，計算結果發(fā)送至遠程監(jiān)控中心監(jiān)控主機，對同一電容數據進行歷史對比、同組電容數據分別進行橫向及縱向對比，綜合評估電容量參數的變化量后，對變化量大于一定值的電容器提出故障告警。
文檔編號G01R31/00GK102818958SQ20121029902
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權日2012年8月22日
發(fā)明者李洪景, 周磊, 殷衍剛 申請人:山東惠工電氣股份有限公司