[发明专利]一种高压并联电力电容器运行监测系统及方法

摘要

一种高压并联电力电容器运行监测系统及其监测方法，本发明特征为，由电能质量数据采集单元通过数据存储单元分别与电容器投切监测模块、电容器谐振预警模块、并联谐振辅助分析模块连接；其中电容器投切监测模块、电容器谐振预警模块分别连接到投切数据汇总及谐振预警模块；并联谐振辅助分析模块还与电容器谐振预警模块连接。本发明的有益效果是，所提供的运行监测方案更为系统更加系统和全面，分析结果更切实际需求，且投资很小，不需要增加过多的专门仪器。

主权项

一种高压并联电力电容器运行监测系统，其特征在于,电能质量数据采集单元通过数据存储单元分别与电容器投切监测模块、电容器谐振预警模块、并联谐振辅助分析模块连接；其中:电容器投切监测模块、电容器谐振预警模块分别连接到投切数据汇总及谐振预警模块；并联谐振辅助分析模块还与电容器谐振预警模块连接；各单元及模块的使用：电能质量数据采集单元用以实现：(1)按3分钟时间周期连续采集变压器低压侧CT1的电流有效值、并联电容器支路CT2电流有效值以及低压母线PT的电压有效值；(2)通过设置电流突变量触发记录电容器投切时刻的电压波形和电流波形，数据采样率不低于64点/周波；(3)具备谐波记录与分析功能，实现2‑13次的谐波电压/电流分析；数据存储单元用以实现电能质量数据采集单元及设备参数数据的存储；所存储的数据类型包括：电容器投切前后的稳态电流/电压、电容器投切时刻的电压/电流波形、CT1和CT2的2‑13次谐波电流、PT的2‑13次谐波电压、电容器母线处的短路容量、串抗率、电容器补偿容量；电容器投切监测模块、电容器谐振预警模块以及并联谐振辅助分析模块是对数据分别进行电容器投切分析以及谐振预警分析，并将最终的分析结果传送至投切数据汇总及谐振预警模块，进行电容器的在线运行监测评估；监测方法：电容器投切监测模块(1)通过调取投电容器时刻的暂态电流波形，分析电容涌流，判断其值是否大于基波电流的20倍；(2)通过调取切电容器时刻的暂态电流波形，判断是否存在波形过零后有续流现象，即发生电容器重燃；(3)通过调取电容器投切时刻的电压波形判断最大暂态过电压值是否大于额定电压的1.1倍；(4)通过调取电容器投切前及投切后的稳态电压值，判断稳态电压值是否大于额定电压值的1.05倍；(5)通过调取电容器投切前及投切后的稳态电流值，判断稳态电流值是否大于额定电流值的1.37倍；电容器谐振预警模块：(1)通过判断单次的谐波电流判断是否存在超出标准限值，以此判断是否发生了谐波电流放大；(2)依据下式分别计算并联谐振点和串联谐振点：串联谐振计算公式为：式中Qcx表示发生n次谐波谐振的电容器容量；Sd表示并联电容器装置安装处的母线短路容量；n表示谐振点次数；K——电抗率；谐振点次数的计算公式为：式中XC为电容器组的容抗值；XL为电容器组串联电抗的电抗值；若存在谐波电流超标，且所计算的并联谐振点或串联谐振点与相邻整数次谐波的差的绝对值小于0.1则判断满足并联谐振条件或串联谐振条件；若均不满足，只生成谐波电流超标预警；若满足串联谐振条件直接发串联谐振预警信号；若满足并联谐振条件，还需要启动并联谐振辅助分析模块来做进一步的辅助分析；并联谐振辅助分析模块，依据：(1)所记录的CT1处的谐波电流ICT1和CT2处的谐波电流ICT2同时存在同次的谐波电流放大；(2)U/ICT1与U/ICT2所得到矢量的虚部符号相反；满足这两个条件判断满足并联谐振辅助分析条件；投切数据汇总及谐振预警模块：(1)存储每一次电容器投切监测模块的数据，进行数据汇总；(2)综合电容器谐振预警模块和并联谐振辅助分析模块的分析结果判断是否发生谐振以及谐振类型，方法是，如果同时满足并联谐振条件和并联谐振辅助分析条件，则发并联谐振预警信号；满足串联谐振条件则直接发串联谐振预警信号；所计算出的谐振点最靠近哪一个整数次谐波即为该次谐波谐振。