[发明专利]一种集合式并联电容器故障在线监测诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输变电技术领域，具体讲涉及一种集合式并联电容器故障在线监测诊断方法。

背景技术

并联电容器作为电力系统的重要设备，用于补偿系统中的感性无功功率，以改善电网功率因数、降低线路损耗、提高线路的输送能力。

目前，大多数集合式电容器一般由制作好的小体积电容器经串并联后装入大型电容器外壳中然后注入绝缘油而形成。这种集合式电容器体积大，散热性差，无法监控电容器内部元件的运行状况，无法判断内部单台电容器释放的压力，这类集合式电容器质量问题频繁出现。另一类集合式电容器将大电容器元件直接组装装入集合壳体内，单台电容器的外壳去掉了，避免了上述集合电容器出现的问题，但是采用大元件卷制，无法实现内熔丝结构，而以降低电容器介质场强增大体积来保证运行，该类电容器体积大，成本高，且当某一个小元件损坏时，就会导致整个元件串段短路，导致整个系统无法运行。

与传统的框架式并联电容器相比，集合式并联电容器具有单台容量大，占地面积小、运行维护简单等优点。在集合式并联电容器运行过程中，由于受到过电压、过电流及谐波等因素的影响，当内部单元电容器出现损坏时，需采用一定的保护方式防止故障扩大。

在长期的运行工作中，因为运行环境、人为因素以及设计方面的问题，电容器的故障频频发生，严重的威胁着电力系统的安全运行。因此研究并联电容器的故障诊断方法，针对主要的故障模式得出故障原因，并提出相应的对策，使维修人员能及时的了解设备故障的原因及相关信息，能有效的避免故障扩大，对电力系统的安全运行至关重要。

对高压并联电容器装置运行故障统计分析可以发现，设计问题、电容器质量问题、系统条件(谐波、过电压、过电流)、投切方式等原因导致电容器故障时，一般在故障发生后现场情况调查和母线故障录波仪记录的数据波形分析等方式进行故障判断，较难准确定位故障原因。

因此，需要提供一种集合式电容器故障在线监测方法，实现实时监测电容器的运行情况，及时发现电容器的故障并采取处理措施。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种集合式电容器故障在线监测方法，可实时在线监测集合式并联电容器的运行状况，及时发现集合式电容器故障并采取处理措施，防止故障发展成恶性事故。

本发明提供一种集合式并联电容器故障在线监测诊断方法，所述方法包括如下步骤：

(1)采集相电压、相电流和桥式电路保护的差流信号以及电容器内部最热点的温度；

(2)将采集信号定期发送到后台上位机；

(3)上位机对接收的信号进行分析判断。

进一步的，在电容器正常运行时，实时监测各相相电压、相电流和保护电路电流，并定期将数据传送至上位机；当分、合闸操作或发生故障时，实时作出判断并采集故障过程或分合闸过程的电压和电流波形，保存后传送至上位机处理。

进一步的，所述步骤(1)中，在电容器设置的传感器获取电压、电流信号和温度信息；所述传感器将双重隔离放大处理的电压、电流信号传送至测量控制部分处理；采集电路将多通道的电压、电流监测信号处理为数字信号。

进一步的，所述的双重隔离放大处理为将电压和电流信号变换为二次侧的信号，依次通过微型精密电压互感器和放大限幅保护电路后，传送至测量控制部分处理。

进一步的，用“1线总线”接口的数字化温度传感器采集温度信息。

进一步的，所述步骤(2)中，数据采集模块采集的数据由采用串口协议、波特率为2MBit/s的光调制解调器通过光纤传输到上位机。

进一步的，所述步骤(3)中，对上位机接收的信号进行数字滤波、时域分析和谱域分析，根据检测算法检测电容器设备状态的结果给出报警或操作提示；后台软件系统实时横向比较测量结果与判定阀值，并结合单台纵向比较法进行数据处理和分析判断。

进一步的，上位机存储器包括数据缓冲区：正常运行状态数据存储于常规缓冲区(A区)；暂态过程信号的数据存储于暂态缓冲区(B区)。

进一步的，对同时出现的暂态过程，仅判断采集其中一个过程，优先级按合闸、分闸及故障异常过程处理；在暂态过程数据存储过程中，不再进行新的暂态过程判别处理。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

(1)、本发明提供的技术方案用的温度测量单元的采集模块中温度传感器使用的“1线总线”传输方式，大大提高了系统的抗干扰性。