[发明专利]无功补偿装置中电力电容器工作状态的在线监测方法

说明书

技术领域

无功补偿装置中电力电容器工作状态的在线监测方法，属于变电设备状态监测技术领域。

背景技术

为确保电力系统安全经济运行，保证电压质量，满足阻感性负荷的无功功率需求，变电站的负载母线上需要安装大量的成套无功补偿装置，主要由出线开关柜、电力电容器、串联电抗器、隔离开关、接地开关、高压熔断器、金属氧化物避雷器、放电线圈、电流互感器等构成，目前的实际运行统计表明：成套无功补偿装置的事故率居高不下，高居变电站所有设备之首，严重影响系统运行的经济性和供电电压质量。其中，电力电容器损坏所占比重最大，原因主要有以下方面：

1、电力电容器承受的运行电压偏高，造成过负载运行；电力电容器的无功功率运行电压的平方成正比，电力电容器运行电压升高，电容器的发热和温升也会相应增加。同时，电力电容器本体中介质损失的有功功率也随电压的平方而变化，该损耗全部转化为热能而被消耗。由此可以看出：运行电压升高，发热量明显增加，容易造成绝缘介质的热击穿，造成电力电容器损坏。另外运行电压高，内部介质的场强也大，绝缘介质的老化加快，缩短电容器寿命，所以在运行中应严格监视和控制电力电容器的实际运行电压。

2、有时电力电容器的回路电流明显增大，却没有相伴的过电压现象，说明电力电容器回路电流中存在高次谐波，也会导致设备发热而损坏，因此需要监测无功补偿装置回路电流。

3、无功补偿装置的电力电容器往往由多只电力电容器或元件串并联构成，个别元件损坏会使电力电容器组件的电压分布发生偏移，造成电容量的变化，致使发出的无功功率增加或减少。电容器组缺台运行、单台电容器熔丝非正常熔断也会致使电容器组的表观电容量变化，使无功补偿装置输出的无功功率发生变化。以上原因皆使其壳体内的温度升高，影响无功补偿装置的安全运行，因此需要监测无功功率的变化情况。

4、无功补偿装置一旦投入运行，基本都是在满负荷状态下运行，由于运行环境温度高，本体温度也高，电容器处在高场强、高温度下运行，介质损耗增加、绝缘老化加速、介质击穿放电，造成热击穿。控制无功补偿装置的运行电压，也能调整电力电容器的运行负载率，从而控制运行中的温升。

由上述可知，在无功补偿装置中，多个运行参数以及元件均会对无功补偿装置的综合工作状态进行反应和影响。而在现有技术中，在对无功补偿装置进行状态检测时需要断电检测，并通过不同的测试设备（如电容表等）对不同的数值进行检测，过程较为复杂，由于需要断电测量，则无法送对状态量的变化进行运行状态评价，因此大大影响了无功补偿装置在使用过程中的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过检测运行中无功补偿设备的多个参数，对无功补偿设备的运行状态进行评价，解决了现有技术中需要对无功补偿设备进行停电检测以及无法对状态量的变化进行运行状态评价的弊端，提出了无功补偿装置中电力电容器工作状态的在线监测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该无功补偿装置中电力电容器工作状态的在线监测方法，其特征在于：设置有对基于功率检测的无功补偿装置的电流参数和电压参数进行测量和处理的参数测量单元，还包括如下步骤：

步骤1001，开始进行无功补偿装置中电力电容器工作状态的在线监测方法；

步骤1002，通过参数测量单元获得无功补偿装置所在变电站母线电压互感器的二次侧电压信号U；

步骤1003，通过参数测量单元计算得到无功补偿装置中电力电容器的运行电压信号；

步骤1004，通过参数测量单元得到无功补偿装置出线开关柜电流互感器二次侧的电流信号I；

步骤1005，参数测量单元对无功补偿装置的电流信号I进行傅里叶变换得到其中阻性电流分量Ir和容性电流分量Ic；

步骤1006，参数测量单元计算得到电力电容器的无功功率；

步骤1007，参数测量单元根据严重状态判定规则判断无功补偿装置是否处于严重状态，如果处于严重状态，执行步骤1008，如果未处于严重状态，执行步骤1009；

步骤1008，参数测量单元向电力变压器有载调压开关发出调压指令或向其进线开关柜的断路器发出跳闸指令，使无功补偿装置退出运行；

步骤1009，参数测量单元根据异常状态判定规则判断无功补偿装置是否处于异常状态，如果处于异常状态，执行步骤1010，如果未处于异常状态，执行步骤1011。

步骤1010，参数测量单元对无功补偿装置中电力电容器的工作状态进行报警；

步骤1011，电力电容器处于正常工作状态，无功补偿装置继续运行。