[发明专利]一种35kV电容器组在线监测预警装置

说明书

技术领域

本发明属于高压输电技术中的一次设备监测保护，特别涉及一种35kV电力电容器组各串电容器器的在线监测预警装置结构技术领域。

背景技术

电力电容器在电力系统中用途广泛，是电力系统中最重要的工作元件。电力电容器在运行中除长时间承受工作电压外，还受到各种内外过电压作用而逐渐老化。运行条件下电力电容器与输电线路直接联接，采用常规检测方法对电力电容器进行检测时，必须使整个输电线路停止运行才能进行，影响了生产。而且每年都曾因停电困难造成电力电容器预防性漏试，这对电力电容器的安全运行也留下隐患。当电容器组中的某只电容器损坏导致整组电容跳闸时，其他电容可能会因受冲击而损坏，严重者会发生电容器组群爆故障，扩大了事故的范围及影响。除了设备故障损失，临时增加的电容故障抢修干扰了运行部门的计划工作安排，增加了工作负担。

电力电容器作为电力系统无功补偿、消除谐波的重要装置，电容器组的正常运行对于电力系统电能的质量与效益都起着重要的作用，但由于电容器本身的设计及运行条件各方面的原因，造成电容器的损坏率较高。电力电容运行时常见的故障如下。

（1）环境温度：电容器周围环境的温度太高或者太低。如果环境温度太高，电容工作时所产生的热就散不出去：如果环境温度太低，电容器内的油就可能会冻结，容易电击穿。

（2）工作温度：电容器工作时，其内部介质的温度应低于65℃，最高不得超过70℃，否则会引起热击穿，或是引起鼓肚现象。

（3）工作电压：电容器对电压十分敏感，因为电容器的损耗与电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短，甚至电击穿。

（4）工作电流与谐波问题：当电容器安装工作于含有磁饱和稳压器、大型整流器和电弧炉等“谐波源”的电网上时，交流电中就会出现高次谐波。对于n次谐波而言，电容器的电抗将是基波时的1/n，因此．谐波对电流的影响是很厉害的。谐波的这种电流对电容器非常有害。极容易使电容器击穿引起相间短路。

（5）切电容器组时，由于断路器重燃引起的重燃过电压造成电容器极间绝缘损伤甚至击穿。有的电容器组无任何过电压保护措施，也无串联电抗器，尤其在农灌季节，平均每天操作1次，就更容易导致其绝缘损伤。甚至引起爆炸。

为实时掌握电力电容器的运行工况，需要对电容器放电电压和支路补偿电流进行采集，通过计算分析出实际电容值，电压电流谐波等与电容安全运行密切相关的量值等参数进行在线监测，在线诊断出即将故障的电容器并预警，提醒运行部门提前制定计划更换该即将故障的电容器，预防事故的发生，避免事故的损失。此外，提醒运行部门制定整改措施，改善电容运行环境，延长电容使用寿命。

发明内容

本发明提出一种35kV电容器组串在线监测预警装置。能够实现对35kV电容器组各串电容器的电容值、介损变化、谐波电压及谐波电流等功能的在线预警监测功能。本发明采用无线电流传感器实现对35kV电容器组各串电容器电流的采集和传输，克服了高压对二次端子引出线放电造成短路的潜在安全隐患；本发明通过电容器组就地采集箱实现了对35kV电容器组各串电容器电压、电流的同步采集，通信箱中的光耦合隔离运算放大器，将监测信号转化为光信号，通过单模光纤与站内在线监测屏通讯。智能在线监测屏通过计算各串电容器电容值偏差、有功功率偏差及谐波电压和谐波电流，当偏差值高于设定的限值时，发告警信号至变电站监控后台，实现对电容器组故障的预警。

本发明采用的技术方案为，一种35kV电容器组在线监测预警装置，该35kV电容器组在线监测预警装置包括电流就地信号采集装置及远程在线预警监测终端；电流就地信号采集装置还包括就地信号采集箱和通信箱；在该35kV电容器组在线监测预警装置的末端星性连接的A、B、C三相连接铝排处安装电流传感器，该电流互感器采用卡口式，A、B、C三相连接铝排穿过其内部空心处，采集的电流信号变换至二次侧小电流后通过无线方式传递到对应单元信号采集箱；各单元信号采集箱汇集至通信箱后，通过光缆远程传输至远程在线预警监测终端。

本发明所述的电流就地信号采集装置安装在被监测电容器组安全围栏上；就地信号采集箱包括电流、电压采集单元、采集信号处理单元、LED指示灯、电源单元；电源单元由交直流电源接口和开关电源模块构成，供电电源通过交直流电源接口与开关电源模块连接，开关电源模块分别与采集信号处理单元、数据传输单元、LED指示灯连接；采集信号处理单元由传感器、电流、电压变换器、光耦型隔离运算放大器、A/D转换器依序连接构成；数据传输单元由以太网TCP/IP协议模块作为通讯端口、模拟信号输入接口和数字信号传输接口构成。