[发明专利]一种并联电容器在线状态监控系统

说明书

本发明公开了一种并联电容器在线状态监控系统，包括电压互感器、电流互感器、矢量网络分析仪、系统主机和远端监控模块，包括以下步骤：a）利用矢量网络分析仪分别提取电压互感器和电流互感器的传输参数，分别记为电压补偿因子、电流补偿因子；b）系统主机获取电压互感器输出的电压和电流互感器输出的电流，计算待测并联电容器的电压、电流；c）采用最小二乘求解待测并联电容器的测量电容、电感、电阻；d）将并联电容器的测量电容与额定电容进行运算以判断系统主机是否发出并联电容器故障警报，并将警报传输至远端监控模块；e）分析待测并联电容器的电压、电流，分别得到待测并联电容器的电压谐波、电流谐波。

技术领域

本发明要涉及电气设备监控技术领域，具体涉及一种并联电容器在线状态监控系统。

背景技术

并联电容器是一种在电力系统中应用非常广泛的无功补偿设备，主要用于补偿电力系统感性负载的无功功率，可以有效改善系统的功率因数，提高电能质量，是保障整个电力系统的稳定运行的重要手段，因此并联电容器的安全运行和故障处理至关重要。虽然近年来电容器的生产工艺有了很大提高，但由于多种原因，电容器故障仍然时有发生，影响电力系统的可靠性。目前，对并联电容器的维修方式为事后维修和预防性定期检修的方式，无法及时发现有故障隐患的电容器，存在设备安全隐患。

同时，并联电容器引起的谐波电流放大和谐波谐振会对电网造成巨大影响，其自身也极易因为谐波过流而损坏。过往电力系统运行经验表明，并联电容器组因谐波危害而致损坏的情况非常严重。统计数据显示，我国电力系统中有超过一半的并联补偿电容器组因受谐波影响而无法正常运行甚至已遭损坏。如此既无法发挥电容器组的无功补偿作用，同时又为系统安全运行造成了隐患。

申请号为CN201711343723.1的中国发明专利申请公开了一种并联电容器在线电路参数检测方法，虽然提出了一种并联电容器的电容、电感和电阻的检测方法，但无法判断被测并联电容器是否损坏、是否需要维护或更换，也无法分析并联电容器的电压和电流谐波，还无法将并联电容器声光警报、电压和电流谐波通过无线方式传输至指定监控点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种并联电容器在线状态监控系统，可以解决现有并联电容器的监控系统往往无法准确获得并联电容器的电路参数，对其健康状态无法进行准确评估的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种并联电容器在线状态监控系统，包括电压互感器、电流互感器、矢量网络分析仪、系统主机和远端监控模块，包括以下步骤：

a)电压互感器和电流互感器分别连接于待测并联电容器，利用矢量网络分析仪分别提取电压互感器和电流互感器在50HZ-10KHZ频率的传输参数，分别记为电压补偿因子P1、电流补偿因子Q1；

b)系统主机获取电压互感器输出的电压U1和电流互感器输出的电流I1，测量频点数均为N，则待测并联电容器的电压U为：

U＝U1*P1 (1)

电流I为：

I＝I1*Q1 (2)；

c)采用最小二乘求解待测并联电容器的测量电容C、电感L、电阻R；

d)将并联电容器的测量电容C与额定电容C0进行运算，当或时，系统主机发出并联电容器故障警报，并将警报传输至远端监控模块；

e)利用傅立叶变换分析待测并联电容器的电压U、电流I，分别得到待测并联电容器的电压谐波、电流谐波。

本发明的进一步方案是，所述步骤c)定义待测并联电容器的电路参数：测量电容C、电感L、电阻R，则其阻抗Z为：

式中，j为虚数单位，f为频率；