[发明专利]一种基于离散度突变的并联电容器组早期故障预警方法

说明书

本发明公开了一种基于离散度突变的并联电容器组早期故障预警方法，包括以下步骤：对并联电容器组中各电容器的电压和电流进行监测，将各电容器的电压和电流发送至数据中心，根据采集的各电容器的电压和电流数据以及预先建立的数学分析模型得出电流离散突变率和电容离散突变率，分别与电流离散突变率整定值和电容离散突变率整定值进行对比，当超出各自整定值时，则发出报警及对比数据；通过监测电流离散突变率和电容离散突变率，兼顾了故障预警装置的可靠性和灵敏度，增加报警延时期，用于再次确定是否需要报警，提高了报警的准确性，防止出现误报和漏报现象，同时提供多组对比数据供工人判断，提高了报警的准确性，减少不必要的人力物力的浪费。

技术领域

本发明涉及在线监测领域，特别涉及一种基于离散度突变的并联电容器组早期故障预警方法。

背景技术

并联电容器成套装置广泛应用于电力系统的无功功率补偿，一般安装在变电站内采用集中补偿。随着电网规模的日益扩大和负荷需求的不断增加，系统对其电压及无功的调节越来越频繁，并联电容器成套装置的安全运行对于整个电力系统的无功功率平衡、供电电压稳定起着非常重要的作用。

并联电容器成套装置包括并联电容器组、串联电抗器、放电线圈、避雷器、隔离开关、接地刀闸等电气设备，采用硬质铜排相互连接，经高压电缆接入主电网。其中，并联电容器组通常采用框架式结构，每相由多台电容器单元并联组成，每台电容器单元内部包含若干个电容元件。通常情况下，每台电容器单元及其内部每个元件承担的电压、电流是均衡的，当某台电容器单元某个电容元件因质量不佳、绝缘老化、不良工况等原因发生故障后，其余正常元件及正常电容器单元承担的电压、电流将高于原值，从而使正常元件及电容器单元更易发生故障，进而造成连锁反应，当故障持续发展并严重到一定程度时，整组电容器将在运维检修人员没有预知的情况下被强制切除，引发无功失衡及电压波动，影响电网供电质量，对诸如精密制造、化纤加弹等供电质量敏感客户的正常生产造成不利影响。

此外，当电容器单元内部故障累计到一定程度后，其外在表现形式往往趋于猛烈，甚至发生爆炸、起火等严重事故，其他正常电容器单元可能会因受冲击而损坏，从而扩大了事故的范围，增加了抢修耗时及修理费用。

因此，通过对并联电容器组进行在线监测，在故障早期阶段(电容器单元内部少量元件故障，但严重程度尚不足以引发整组设备被强制切除)，及时识别并发出故障，有利于技术人员开展计划性检修，一方面能够提前采取预防措施(如改变电网运行方式、接入备用电容器组、敏感客户电压波动预警等)，减少对用户供电质量和安全生产的影响，另一方面能够将电容器组故障程度控制在较小范围内，防止事故扩大化，从而降低更新改造的费用。

单台电容器内部少量元件故障时，最直接的表现是电容量的瞬间增大或减小，并进而导致其余状态量发生变化，然而，故障早期阶段，由于电容量变化较小，各类状态量的变化情况并不明显。与此同时，电网电压、谐波、温度的波动同样有可能导致包括电容量在内的各状态量在一定区间内变化，如何排除干扰、确认该变化系电容器故障导致，进而防止误报警或漏报警，一直是并联电容器早期故障预警的难点。

现有的各类预警方法往往是基于每台电容器电容值均为额定值的理想条件，根据其内部元件故障时，各状态量的变化情况进行预测，然而，由于在计算过程中未考虑各电容器单元存在的出厂偏差，以及运行条件对电容值的影响，或是无法排除干扰因素，在外界条件波动而电容器正常运行时误报警，或是为了躲开该波动，人为提高报警阈值，造成早期故障漏报警，从而无法兼顾可靠性和灵敏度，造成不必要的人力和物力浪费。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种基于离散度突变的并联电容器组早期故障预警方法，包括以下步骤：