[发明专利]一种谐波环境下电力电容器组的过电压保护方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统安全领域，尤其涉及一种谐波环境下电力电容器组的过电压保护方法。

背景技术

《并联电容器装置设计规范》规定，并联电容器装置应装设过电压保护。正常情况下，过电压保护能够保证电容器组及电力系统的安全运行。然而，近年来，随着电力电子装置的广泛应用，用电负荷的结构发生了重大的变化。大量的非线性负荷如电弧炉、电铁、晶闸管调压及变频调速装置的运行，向电力系统注入大量谐波电流，导致电网的电压波形畸变。谐波的存在对电网是一种污染，它使电力设备所处环境变化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来损害。据统计由于谐波而损坏的电气设备中，电容器约占40%，其串联电抗器约占30%，而其他被损坏的电气设备也有一部分与电容器有很大关系。由此可见，谐波对电力电容器的使用寿命造成了很大的影响。

影响电力电容器寿命的因素有很多，例如温度、电压、谐波以及其它因素等。相关理论及试验研究表明，在谐波含量较大的情况下，电压（基波电压与谐波电压共同作用）是影响电容器老化的关键性因素，包括电压峰值、电压方均根值及电压波形因数。而现有的电容器过电压保护，一方面在谐波含量较大的环境下可能会出现拒动及误动的情况，不能有效地保护电容器；另一方面现有的过电压保护大多只涉及到方均根值过电压保护，而没有考虑电压峰值和电压波形因数对电容器的影响，因此在谐波严重的环境下，不能有效地保护电容器。

发明内容

针对背景技术中提到的现有的电容器保护在谐波含量较大的环境下，不能有效地保护电容器的问题，本发明提出了一种谐波环境下电力电容器组的过电压保护方法。

一种谐波环境下电力电容器组的过电压保护方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：对电容器电压信号进行采样；

步骤2：分别通过方均根值过电压保护方法、电压峰值保护方法或电压波形保护方法对电力电容器是否过电压进行判断，并进行相应的动作。

所述采样的电容器电压信号从电容器放电线圈处取得。

所述方均根值过电压保护方法的具体步骤包括：

步骤201：将过电压保护装置的整定值设置为电容器额定电压的1.1倍；

步骤202：将采集到的电容器电压信号的方均根值与过压保护装置的整定值进行比较；

步骤203：当采集到的电容器电压信号的方均根值大于1.1倍电容器额定电压时，则保护启动后，延时小于60s，继电器跳闸；或者当采集到的电容器电压信号的方均根值等于1.1倍电容器额定电压时，保护报警。

所述电压峰值保护方法的具体步骤包括：

步骤211：取30个连续的周期作为一个采样窗口，对电容器电压进行采样；每个周期内得到一个最大值，计算窗口内所有周期最大值的平均值U_P，计算出峰值系数K_P；

步骤212：设定电压峰值保护I段整定值K_PZD-I和II段整定值K_PZD-II；

步骤213：若K_P≥K_PZD-I，则保护启动；连续算出25个采样窗口的K_P，若25个采样窗口的K_P均大于或等于K_PZD-I，则保护启动后，延时15s，继电器跳闸；若存在K_P小于K_PZD-I，则继续算出25个采样窗口的K_P，即一共算出50个连续的采样窗口的K_P，若计算出的50个连续的采样窗口的K_P中有30个或大于30个采样窗口的K_P大于或等于K_PZD-I，则保护启动后，延时30s，继电器跳闸；若小于30个，继电器返回；