[发明专利]一种自振频率判断并联电容器装置故障的方法

说明书

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，即使采用避雷器保护，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保护原理为基于电容器组元器件发生故障后，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。主要的保护配置有电容器组低电压保护、三相不平衡电压保护、三相不平衡电流保护、电压差动保护、过流速断保护等。

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，进而引起保护动作。

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保护装置存在保护盲区，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