[发明专利]一种单星形框架式电容器组自动调平衡装置及方法

说明书

本申请公开了一种单星形框架式电容器组自动调平衡装置及方法，包括：微处理器控制模块，用于根据电容器测量模块采集的电流电压数据，计算电容单元的电容量，根据预置调平衡规则判断电容单元是否需要退出运行，输出控制信号至可控硅驱动模块；控制可控硅开关阵列模块控制投入或退出单星形框架式电容器组中需要退出运行的电容单元；电容器测量模块用于实时采集电压电流数据，发送采集的电压和电流数据至微处理器控制模块；可控硅驱动模块用于控制可控硅开关阵列模块相应的可控硅开关通断，从而控制电容器阵列模块中的电容单元投退动作。本申请能够及时调平衡单星形框架式电容器组三相容量，避免了电容单元承受过电压危害，提高电容单元使用寿命。

技术领域

本申请涉及无功补偿设备技术领域，尤其涉及一种单星形框架式电容器组自动调平衡装置及方法。

背景技术

作为无功补偿设备，单星形框架式电容器组广泛应用于电力系统中。单星形框架式电容器组分为三相，每相由数量相同、额定容量相同的多台电容单元组成，单星形框架式电容器组投运前需进行预防性试验，电容器组的电容单元测试合格并经人工计算配平三相容量后投入运行。投运后，单星形框架式电容器组的电容单元在强电场、高温等环境下运行可能发生老化，严重者引发击穿短路、开路故障，造成电容器组三相容量不平衡，多个电容单元故障时会导致电容器组不平衡保护动作跳闸而切除电容器组；同时，当单星形框架式电容器组三相容量不平衡时，电容器组三相电压中性点会偏移，导致电容器组其中一相或两相电容单元过电压，如不及时调平衡电容器组三相容量，承受过电压的电容单元也可能发生击穿、短路和爆炸的故障。电力系统内已出现过电容器组喷油、群爆和碎片伤人等电力安全事件。

现有技术不能自动隔离电容量不合格的单星形框架式电容器组电容单元，并及时调平衡电容器组三相容量，当单星形框架式电容器组多个电容单元故障时会引起电容器组三相容量不平衡情况加剧，造成电容器组三相电压中性点严重偏移，导致电容器组其中一相或两相电容单元过电压，如不及时调平衡电容器组三相容量，承受过电压的电容单元可能发生击穿、短路和爆炸的故障。

发明内容

本申请提供了一种单星形框架式电容器组自动调平衡装置及方法，使得及时调平衡单星形框架式电容器组三相容量，避免了电容器组的电容单元长期承受过电压危害，从而提高电容单元使用寿命。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种单星形框架式电容器组自动调平衡装置，所述装置包括：

微处理器控制模块、电容器测量模块、可控硅驱动模块、可控硅开关阵列模块以及电容器阵列模块；

所述微处理器控制模块用于根据所述电容器测量模块采集所述电容器阵列模块中的电流电压数据，计算电容单元的电容量，根据预置调平衡规则判断所述电容单元是否需要退出运行；若存在所述电容单元需要退出运行，则输出相应的控制信号至所述可控硅驱动模块；控制所述可控硅开关阵列模块控制投入或退出单星形框架式电容器组中需要退出运行的电容单元；

所述根据预置调平衡规则判断电容单元是否需要退出运行，具体为：

求单星形框架式电容器组三相电容量最小值；

计算三相电容量与所述三相电容量最小值之间的偏差C_i；

判断单星形框架式电容器组第i相电容量偏差C_i是否等于0；若C_i不等于0时，同步采集单星形框架式电容器组第i相电压U_i和第i相所有运行中的电容单元的电流，第i相第j台电容单元电流为I_ij；

根据采集的U_i和I_ij计算第i相第j台电容单元电容量C_ij，得到第i相中所有运行中的电容单元电容量C_i1、C_i2、…、C_in；