[发明专利]一种用于容性无功补偿装置故障的监测系统及方法

说明书

一种用于容性无功补偿装置故障的监测系统及方法，属于无功补偿装置故障监测技术领域。本发明是为了解决现有容性无功补偿装置故障监测系统均以电容器组为重点，串联电抗器发生匝间短路时不能被有效保护，最终起火燃烧造成巨大损失的问题。本发明在三相分别安装电压和电流互感器，提取电压互感器二次侧的三相相电压信号和电流互感器二次侧的三相相电流信号，经过信号调理电路调理后由采集卡六路同步采集，之后由单片机基于谐波分析方法计算出三相介质损耗因数并发送至上位机，将计算数据与整定值进行对比，对变化量大于或小于一定值的容性无功补偿装置发出故障报警信号。本发明适用于容性无功补偿装置中电容器组和串联电抗器故障的共同预警。

技术领域

本发明涉及一种无功补偿装置故障的监测系统及方法，具体涉及一种用于容性无功补偿装置故障的监测系统及方法，属于无功补偿装置故障监测技术领域。

背景技术

无功功率补偿装置在提高电网功率因数和电能质量，降低线路传输损耗等方面发挥着至关重要的作用。容性无功补偿装置由于自身有功损耗小、维护工作量小以及对系统稳定的影响小等优点成为主要的无功补偿设备，在电网中广泛使用。所以容性无功补偿装置运行的可靠性极大程度上影响着整个电力系统的运行安全。

电力电容器内部结构复杂，加上户外运行环境恶劣以及人为等因素影响，经过长时间满负荷运行后，电容器组发生故障的案例屡见不鲜。例如制造工艺不良、温度过高、过电压以及谐波分量过大等因素使电容器出现元件老化、击穿等问题，间接造成高压并联电容器组的损坏，甚至会出现鼓肚、群爆等严重的设备事故。另外，串联电抗器与电容器一样是对过电压、过电流和高次谐波十分敏感的器件，所以电抗器匝间短路故障率居高不下。

现有容性无功补偿装置的故障监测方法有基于介质损耗因数监测、基于电容量监测、基于局部放电监测以及基于三相不平衡电流监测等。但上述故障监测方法都是以电容器组为重点，当串联电抗器发生匝间短路故障时并不能被有效预警和切除，短路趋势蔓延最终起火燃烧，给电网带来重大损失，同时危及工作人员安全。

因此，探究一种用于容性无功补偿装置中电容器组和串联电抗器故障的共同监测系统及方法具有重要意义。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明的目的是提供一种用于容性无功补偿装置故障的监测系统及方法，解决现有容性无功补偿装置故障监测系统只监测电容器组，当串联电抗器发生故障时并不能有效预警的问题。

方案一：本发明提供了一种用于容性无功补偿装置故障的监测系统，包括三个电压传感器、三个电流互感器、信号调理电路、采集卡、单片机、存储器和上位机；

三相母线分别与串联电抗器相连，电容器组和串联电抗器串联，电容器组末端与中性点相连，三个电压互感器分别提取容性无功补偿装置三相电压信号，三个电流互感器分别提取三相相电流信号；

三个电压互感器的电压信号输出端和三个电流互感器的电流信号输出端全部连接至信号调理电路的调理信号输入端，信号调理电路的调理信号输出端与采集卡输入端相连；

信号调理电路对容性无功补偿装置的三相电压和电流信号进行滤波并将其转换成满足采集卡采集要求的信号，采集卡对六组信号进行六路同步采集；

采集卡输出端连接至单片机输入端，单片机的数字信号输出端连接存储器的数字信号输入端，存储器的存储信号输出端连接单片机的存储信号输入端，单片机数字信号输出端与上位机数字信号输入端相连。

进一步地：上位机内包括：接受单片机数据模块。

进一步地：将接受数据与整定数据对比模块，得到介质损耗因数变化量。