一种无功补偿装置保护方法及无功补偿装置保护系统的制作方法_2

文档序号:9379000阅读:来源:国知局
补偿装置中的所述电容器支路进行保护。
[0032]优选地,所述电容器端电压值监测装置包括并联安装的放电线圈或电压互感器或其他分压装置,所述电容器端电压值是电压波形或其特征值。
[0033]从上述技术方案可以看出,本发明提供的无功补偿装置的新保护方法,可以实现针对放电线圈故障的灵敏保护,当放电线圈出现故障时,其二次输出电压必要发生变化,直接在保护方法中得到反映。而针对每一台电容器或者每一个电容器支路的电容量进行实时监测,可以最早限度实现针对高压并联电容器组的最灵敏保护。
[0034]本发明可以提高无功设备的在用率,提高无功补偿装置的运行可靠性,尽可能避免重大故障的发生。同时,监测了放电线圈的运行状态,进一步降低了设备故障率。本发明的使用将大大提高保护的灵敏度,及时切断故障设备,避免造成严重故障,从而提高输电线路供电可靠性,必将带来良好的社会效益。
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是无功补偿中开口三角电压保护的原理示意图。
[0037]图2是无功补偿中相电压差动保护的原理示意图
[0038]图3是无功补偿中中性点不平衡电流保护的原理示意图
[0039]图4是无功补偿中桥式差电流保护的原理示意图
[0040]图5是本发明的原理示意图。
[0041 ]图6是本发明的流程图
[0042]图7是本发明的一个实施例。
【具体实施方式】
[0043]本发明提供了一种无功补偿装置的保护方法,以达到实现针对无功补偿装置中放电线圈和高压并联电容器最灵敏可靠的继电保护。
[0044]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0045]图5是本发明的原理示意图。图6是本发明的流程图图7是本发明的一个实施例。
[0046]图5中以较复杂的一种4串段方式为例,其中51是单台电容器,不做单独区分,52是每个串联段上并联的放电线圈,53是用于监测每个单台电容器51的电流单元,54是放电线圈52的二次处理单元。保护原理是:每个元器件出现问题时,其对应的电流单元53或二次处理单元54均会有明显变化。
[0047]图6中61是对应于每一台电容器(或每一个电容器支路)的电流传感器单元,62是对应于每一个放电线圈的二次处理单元,63是每台电容器或每个支路电容器组的电容量计算单元,64是电容量变化判定单元,65是二次处理单元62的高压电压信号判定单元,66是输出保护结果。
[0048]图7是一个实际的35kV无功补偿装置的其中一相的主要结构图,其高压并联电容器实际分为两路,每路两串段,图中71是每一台电容器,不做单独区分,72是对应每个串联段的放电线圈,73是空心电抗器,74是避雷器,75是接地开关,76是安装在每一台电容器上的电流传感器单元,77是放电线圈72的二次处理单元,78是信号传输网络,79是信号处理主机。
[0049]电流传感单元76直接套装在电容器71的出线套管根部,二次处理单元77直接安装在放电线圈72的二次侧,信号传输网络采用光纤,也可采用无线网络等其他方式,信号处理主机79在得到所有的电容器71上的电流值和放电线圈72的二次电压值后,通过傅里叶变换,并结合电容器的电压、电流和电容量的公式得到每一台电容器71的电容量,同时在信号处理主机79中根据每一台电容器71的电容量的变化量和每一个放电线圈72的二次电压值的变化量,结合系统设定的阀值,给保护系统提供动作信号
[0050]二次处理单元77的详细构造及功能如下。
[0051]二次处理单元77包括电源模块。放电线圈具有二次绕组,其额定输出一般是交流100V,但也可以有其他输出,根据要求可以随意确定,一般是通过浪涌保护+电压变化+整流滤波+稳压(或前或后),输出直流电压,因为一般电子部件需要的都是直流电源,如果需要交流电源,去掉整流环节。其中的浪涌保护、电压变化、稳压都不一定是必须的。部分简单结构时也可以不用电源模块,直接用电缆引入的外接电源,或者光电池等方法
[0052]二次处理单元77还包括数字模块。数字模块包含电压转换模块(不是必须的),A/D模块,处理模块和无线传输模块(不是必须的),还可以有存贮模块。
[0053]电压转换模块:当放电线圈的二次绕组的输出电压不在AD模块能够保证精度的输入范围之内时,需要做些电压转换。
[0054]A/D模块:就是进行模数变换,取得波形信号的数字量,以备处理。
[0055]处理模块就是对数字量进行处理取得其特征值的模块,比如做FFT变换,取得其各次谐波的幅值和相位,根据保护要求把相应的特征值或其部分和,通过后续的无线传输模块或信号电缆进行传输。
[0056]需要时,数字模块能够增加无线传输模块,可以无线方式发送信息至信号处理主机,也可以无线方式接收信号处理主机的信号,交给处理模块进行处理。比如信号处理主机要求重新计算,发送信号过来,无线传输模块接收到后,交给处理模块进行处理,处理模块再把结果给无线传输模块,无线传输模块进行信号传输给信号处理主机。
[0057]在图示实施例的无功补偿装置保护系统中,采用下述方法对无功补偿装置进行保护。监测无功补偿装置中的电容器端电压值以及监测无功补偿装置中的电容器支路电流值;然后,基于所述电容器端电压值及所述电容器支路电流值,确定是否需要对所述无功补偿装置进行保护。在需要进行保护时,采取各种适当的保护措施。例如,发出进行保护动作的指令信号或报警信号,再例如,或使得无功补偿装置停止工作,或者使得相应电容器或电容器支路退出运行,等等。有利的是,基于所述电容器端电压值和所述电容器支路电流值得到所述电容器支路的当前电容量,将所述当前电容量与所述电容器支路的初始电容量或其他设定值或设定范围进行对比,当电容量的变化量超出设定阈值时,对所述无功补偿装置中的所述电容器支路进行保护。例如,当前电容量与所述电容器支路的初始电容量或其他设定值之间的差值大于设定阈值;或者差异比例超过5% ;或者处在设定范围之外,则进行保护。
[0058]变化量的确定方式,以及在如何变化的情况下(或何种变化结果的情况下)进行保护,或者说如何进行对比,可以根据具体情况设置。例如,对于放电线圈的二次电压,可以进行自身的电压幅值对比,自身幅值在正常运行时有个变化范围(可以作为上述的二次电压值设定范围),比如正常的波动是100V-107V,如果超过这个范围,比如98V以下,109V以上则表示出现了问题。需要指出的是,这几个数都是示例。具体数值或设定范围可以根据具体系统设置。
[0059]可以和同一相的其他放电线圈输出电压进行对比,比如其幅值差超过2V,或者其向量值的差的幅值超过了 2V,或者其相位差超过了 1°,等等,均表示出现了问题,这几个数值都是示例性的,不是对本发明保护范围的限定。也就是说,在本发明中,设定范围或二次电压值设定范围本身可以是动态变化的。
[0060]还可以和同相(或者所有的)放电线圈的二次输出电压的算术平均值进行对比,如果差值超过2V,则表示出现了问题。
[0061 ] 对于电容器的电流,和前述类似,只是电压换成了电流而已。
[0062]根据电容器的欧姆定律,I = j w⑶,通过测量的端电压和电容器支路的电流,可以计算得到电容器支路(或单台电容器)的
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