一种无功补偿装置的故障预警分析方法及预警保护电路与流程

本发明涉及一种智能检测技术，尤其涉及一种无功补偿装装置的故障预警分析方法及预警保护电路。

背景技术：

目前，无功补偿装置已大量的应用在输配电领域中，但现阶段的无功补偿装置的保护方式采用的还是传统的整定保护方法，即基于整定值的输入及对运行参数进行检测判别的方式进行保护。当设备运行异常时，无功补偿装置检测到异常后，根据设定的保护值进行判断从而决定是否进行跳闸操作。

这种传统保护方法的弊端是保护动作相对滞后，即出现问题后才能报警和进行跳闸保护动作。“出现问题，再解决问题”的保护方式，是造成设备的停运和检修的最直接的原因，这种方式极大地影响了用电的可靠性。如果可以通过某些技术手段在现有保护方式的基础上增加故障的预警功能，即在故障萌发期就进行逐级预警，采取必要的干预调整措施，使之尽力恢复正常，这样，不但可以减少设备的停运次数，提高生产效率，同时，也可以提高设备的利用率及设备的寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无功补偿装置的故障预警分析方法及预警保护电路。

本发明采用以下技术方案实现：

一种无功补偿装置的故障预警分析方法，其特征在于，该方法基于对开口三角不平衡电路的电压波形进行即时判别和对长时数据进行趋势判别，并采用矩阵的方式进行计算，根据计算的结果，决定采取是启动干预调整还是跳闸保护的措施。

所述的故障预警分析方法分为矩阵组成及矩阵分析两个部分，其中矩阵组成为采集波形数据的峰值，频率，相角，时标4个基本元素，通过顺序采集的数据组成矩阵序列，为矩阵分析做好准备；矩阵分析方法采用积分计算方法进行，计算结果得出后，经偏差判别后进而得出结论。

一种带故障预警分析方法的无功补偿装置的预警保护电路，该电路包含供电电源，采样电路，单片机电路，存储电路、lcd电路、i/o电路等六个部分，其特征在于，采样电路为在开口三角两根电压采集电路的基础上，增加一个采集点，即一根接在电压互感器星形接点处的信号线，并以此为参考点，采集a、c相的相电压以判别开口三角的相位条件。

所述的对开口三角电压进行的测量采样是对波形的数据采集。

所述的单片机电路采用的是通用型单片微型计算机或dsp芯片，作为波形数据采集及计算存储，存储电路为单片铁电存储器，供电电源采用一体化开关电源。

本发明的有益效果是，由于本发明的无功补偿装置采用了具有故障预警分析方法的保护电路，可以实时监测系统的运行状态。对出现的异常运行状态，在异常状态的萌发期，即可进行故障预警分析，判断故障的发展，最终决定是否启动干预调整措施或是进行跳闸操作。与传统的“出现问题，再解决问题”保护方法相比，可以提早进行预警判断，采取必要的防护措施，使之尽力恢复正常，这样，不但可以减少设备的停运次数，提高生产效率，同时，也可以提高设备的利用率及设备的寿命。

附图说明

图1是一种无功补偿装置的故障预警分析方法的流程框图。

图2是一种带有故障预警分析方法的无功补偿装置的保护电路组成框图。

图3是开口三角电压检测的电路原理图。

图4是保护电路的单片机电路原理图。

图5是保护电路的lcd显示电路原理图。

图6是保护电路的电源电路原理图。

图7是保护电路的继电器输出电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，是本发明所述的一种无功补偿装置的故障预警分析方法的流程框图，该方法基于对开口三角不平衡电路的电压波形进行即时判别和对长时数据进行趋势判别，并采用矩阵的方式进行计算，根据计算的结果，决定采取是启动干预调整还是跳闸保护的措施。故障预警分析方法分为矩阵组成及矩阵分析两个部分，其中矩阵组成为采集波形数据的峰值，频率，相角，时标4个基本元素，通过顺序采集的数据组成矩阵序列，为矩阵分析做好准备；矩阵分析方法采用积分计算方法进行，计算结果得出后，经偏差判别后进而得出结论。

其中，矩阵组成部分的方法为，按照余弦规律得出开口三角采集电压的余弦规律，包含峰值u，频率f，相位角度w，组成余弦基本阵列，按照n秒采集一组数据的规律，一分钟内时间单位矩阵a应为

其次，矩阵的分析方法为，

1、对矩阵进行划归，矩阵值为0时，判别无故障

2、当矩阵值不为0时，按照下述公式(矩阵b)计算k

k＝∫(0-t)bdt

计算多组k值。当k值不等于0且大于m(增加范围)时，判别未来故障可能性高。

如图2所示，是一种带故障预警分析方法的无功补偿装置的预警保护电路原理框图。该电路包含供电电源1，采样电路2，单片机电路6，存储电路4、lcd电路3、i/o电路5等六个部分。如图3所示，采样电路2为单相三线电压采集电路，即在开口三角两根电压采集电路的基础上，增加一个采集点，即一根接在电压互感器星形接点处的信号线，并以此为参考点，采集a、c相的相电压以判别开口三角的相位条件。对开口三角电压进行的测量采样是对波形的数据采集。单片机电路3为装置的运行核心芯片，采用的是通用型单片微型计算机或dsp芯片，负责收集同步数据及采集数据，作为波形数据采集及计算存储，并进行存储驱动。存储电路采用eeprom及铁电储存器混合设计，实现快速可擦写存储及内部波形记录存储。供电电源1采用一体化开关电源，为整个电路进行供电。

如图4至图7所示，单片机电路原理图，lcd显示电路原理图，电源电路原理图，继电器输出电路原理图。由于其都是成熟技术的专业电路，此处就不再赘述。

本发明的有益效果是，由于本发明的无功补偿装置采用了具有故障预警分析方法的保护电路，可以实时监测系统的运行状态。对出现的异常运行状态，在异常状态的萌发期，即可进行故障预警分析，判断故障的发展，最终决定是否启动干预调整措施或是进行跳闸操作。与传统的“出现问题，再解决问题”保护方法相比，可以提早进行预警判断，采取必要的防护措施，使之尽力恢复正常，这样，不但可以减少设备的停运次数，提高生产效率，同时，也可以提高设备的利用率及设备的寿命。