[实用新型]磁阀式可控电抗器及其励磁单元运行状态监测系统

说明书

本实用新型公开了一种磁阀式可控电抗器及其励磁单元运行状态监测系统。本实用新型用交直流有源CT互感器测量得到的励磁单元电流信息传输给交直流混合信号处理器，由交直流混合信号处理器处理后的励磁单元电流信息经第一Zigbee无线传输处理器进行无线传输至第二Zigbee无线传输处理器；光纤测温解码模块将对应测温点的磁阀温度信息解码后传递给光纤测温信号解调处理器；第二Zigbee无线传输处理器处理后的励磁单元电流信息和光纤测温信号解调处理器处理后的磁阀温度信息均传递给协议转换通讯单元，再由协议转换通讯单元将信号传递给MCR运行状态集成监控系统。本实用新型解决磁控电抗器铁芯内部高压、强磁场的干扰以及高压励磁单元的信号传输可靠性等问题。

技术领域

本实用新型属于电力系统输变电设备领域，涉及电力系统输变电设备运行性能和健康状态的监测和分析系统，具体地说是一种磁阀式可控电抗器及其励磁单元运行状态监测系统。

背景技术

随着技术的进步，越来越多的基于磁控电抗器的动态无功补偿装置应用到电网中，为电网提供了更加灵活和有效的电压无功调节能力。但是，在实际应用此类融合了传统电网设备与电力电子控制技术的新型柔性输电装备时，专门的故障检测与在线监测装置等故障预防手段并没有得到成熟的发展和广泛应用，使得此类设备的可观性水平还较低。

从目前已有技术产品来看，往往只兼顾到MCR（即磁阀式可控电抗器，MagneticControl Reactor，简称MCR）系统运行状态的电量信息或是磁控电抗器本体运行状态的非电量信息，并且大都没有考虑对励磁单元状态信息进行在线监测。根据公开资料显示，已公开的中国专利201310342073.4《磁控电抗器型动态无功补偿装置的状态监测系统及方法》中，所描述的监测系统产品以监测MCR系统运行状态的电量信息为主，包括支路电压、支路电流、功率等稳态和涌流等暂态电量信息。尽管这些电量信息能够实时反映MCR系统的外输出特性，但无法有效地判定MCR系统内部关键部件（如电抗器、励磁单元）的运行状态和健康状态，无法提升设备本身的可观测性，不利于运维人员对设备本身性能进行检测与判断。而在中国专利201420741358.5公开的《一种磁控电抗器在线监测系统》中，则着重对磁阀式铁芯电抗器本体的运行状态进行在线监测，对铁芯内部的局部放电信号、振动信号以及油温和油色谱等非电量信息均配备了在线监测系统。在实际应用时，对上述非电量信息均配备在线监测系统会极大地提升应用成本；与此同时，对上述非电量信息均配备在线监测系统并未考虑相关状态量对设备故障检测的针对性。由磁控电抗器工作原理的特殊性可知，由于磁阀特殊的结构设计并长期运行在深度饱和状态下，使得MCR有别于普通电抗器而存在着铁芯内部磁阀局部过热的问题。一方面，局部放电信号、振动信号难以直接发现磁阀局部过热；另一方面，油温和油色谱等信息在发现磁阀局部过热异常或烧毁故障时均存在显著的滞后性。而为了获取晶闸管的状态信息，在中国专利201310025325.0公开的《可监控磁控电抗器》中，则通过采集晶闸管两端的电压和门极电压信息从而生成电压状态反馈信号，继而对励磁单元实施监控和保护。但是，考虑到触发信号对于系统可靠稳定运行的重要性，对晶闸管门极触发信号的在线采集可能会降低系统的运行可靠性，不利于系统的安全稳定运行。