[发明专利]一种电容器分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种电容器分析方法及系统，包括：采集母线的电流有效值，以电流有效值的变化率超过第一阈值作为触发条件，获取由电容器投切引起的暂态事件；基于暂态事件，采集电容器投切前后的暂态电能质量数据，生成谐波电压值和谐波电流值；根据谐波电压值和谐波电流值，分别生成谐波电压矢量和谐波电流矢量，依据电容器的中性点谐波电压矢量以及基波角频率，获取电容器的电容量以及电容量随时间变化的第一变化规律；采集电容器在暂态事件下的升温速度，获取电容量随温度变化的第二变化规律；根据第一变化规律和第二变化规律，判断电容器是否发生故障。本发明为电容器故障分析以及谐波阻抗计算等相关问题研究提供了实测依据。

技术领域

本发明涉及电容质量分析技术领域，具体而言，涉及一种电容器分析方法及系统。

背景技术

无功补偿柜是一种可以在在电力供电系统中，起到提高电网的功率因数作用的电力设备，可以降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，在电力供电系统中使用较为普遍。电力供用电系统是一个复杂的电磁环境，所有电器设备运行在这样一种电能质量环境下，若电能质量环境超出了无功补偿柜的承载能力，就可能对无功补偿柜产生危害，当这些危害累积到一定程度，无功补偿柜就可能损坏。反过来，电器设备在潜在风险下运行也会影响其电能质量环境的变化发展。因此，基于设计阶段无功补偿柜承载电能质量环境的约束，从资产全寿命周期管理的角度对无功补偿柜运行进行全程预警，是保证无功补偿柜安全可靠运行的必要手段。

目前我国低压无功补偿柜基本采用一台控制器加若干组投切开关，以及若干组电容和相应投切状态指示灯等组成。由于谐波的存在，容易导致电容器发热，噪音增加，造成电容器的故障，进而影响相关设备的正常运行。通过检测电容器故障所激发的局放超声波信号，判断出故障类型、故障强度、故障演化趋势，实现了对电容器故障的自动预警，然而该方法需要安装局放传感器、温度传感器等外部设备，另外，该方法依据实验室局放波形进行预警判断，可靠性差。

对电容器进行故障检测，是分析和预防电容器故障的前提。目前，传统的电容器故障检测方法，通常是离线进行的。然而，离线检测电容器在实际应用中往往存在以下缺陷：

一、电容器数量庞大，离线检测无法在电容器正常运行时对其进行有效的监测，也无法定位每组电容器容量变化过程趋势信息；

二、传统离线的检测方法是在电容器故障发展到一定程度导致电容器保护装置动作后，再获取电容器故障组信息，不能做到提前预判，更早、更及时地发现和防范事故的发生。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种电容器分析方法，包括以下步骤：

采集母线的电流有效值，以电流有效值的变化率超过第一阈值作为触发条件，获取由电容器投切引起的暂态事件；

基于暂态事件，采集电容器投切前后的暂态电能质量数据，通过傅里叶变换，生成谐波电压值和谐波电流值；

根据谐波电压值和谐波电流值，分别生成谐波电压矢量和谐波电流矢量，依据电容器的中性点谐波电压矢量以及基波角频率，获取电容器的电容量以及电容量随时间变化的第一变化规律；

采集电容器在暂态事件下的升温速度，获取电容量随温度变化的第二变化规律；

根据第一变化规律和第二变化规律，判断电容器是否发生故障。

优选地，根据第一变化规律和第二变化规律，判断电容器是否发生故障的步骤包括：通过采集暂态事件的出现次数，获取电容器投切次数，并根据电容器投切次数，生成电容量随电容器投切次数的第三变化规律；

根据第一变化规律、第二变化规律、第三变化规律，判断电容器是否发生故障。