本发明专利技术涉及一种电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法及系统，属于变电站设备在线监测技术领域技术领域；所述方法包括步骤S1开始，步骤S2获取电抗器电压信号的相位φU1、电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧电流信号的相位φI，步骤S3通过所述获取的数据计算电抗器的功率因数角与电抗器功率因数角额定值的变化率，步骤S4通过功率因数角变化率判断电力电容器成套装置中干式空心串联电抗器运行状态；所述系统包括电压采集模块、电流采集模块、信号处理模块、逻辑分析模块；避免现有技术中断电检测时可靠性较差的缺陷，大大提高干式空心串联电抗器以及电力电容器成套装置工作安全性。
On line monitoring method and system of reactor operation state in complete capacitor plant
【技术实现步骤摘要】
电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法及系统
本专利技术涉及一种电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法及系统，属于变电站设备在线监测
技术介绍
随着电力系统感性负荷的增加，系统对无功的需求越来越高。我国的无功补偿装置中，电力电容器成套装置数量最多也最为经济，其在电力系统安全稳定运行、改善电能质量、降低网络损耗、提高输配电能力等方面发挥了很好的作用。为抑制因投入电力电容器而引起的电网高次谐波放大和限制电容器合闸涌流，电力电容器成套装置中往往会投入一定电抗率的串联电抗器，其中，干式空心串联电抗器(以下简称电抗器)由于具有线性度好、损耗小、噪声低、机械强度高、维护方便等优点而被广泛应用于电力电容器成套装置中。由于设计、制造、运行、维护及使用环境等原因，电抗器往往会发生一定的故障，其中，匝间短路故障发生比例占所有故障类型之首。当电抗器发生匝间短路故障时，短路匝将形成闭合回路，受电磁感应作用，该闭合回路与其他正常线圈耦合后短路匝内将会产生极大的短路电流。在该短路电流作用下短路位置附近的线圈温度将急剧上升，加速了短路匝附近绝缘材料的老化，继而扩大为多匝短路故障。如此恶性循环使得短路故障不断发展，最终将会引发电抗器起火烧毁事故。电抗器的功率因数角是标志电抗器基本性能和状态的一项重要指标，能够反映制造工艺和原材料的优劣以及安全运行的状态和水平，对电抗器运行状态的监测尤为重要。而现有技术中，对电抗器进行测试时，需要断电测量，由于电抗器在断电后未处于工作状态，所得结果无法反映其在运行中的状态，因此所得到的测量结果可靠性较差，大大增加了故障发生的隐患。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法及系统，避免现有技术中断电检测时可靠性较差的缺陷，大大提高干式空心串联电抗器以及电力电容器成套装置工作安全性。本专利技术所述电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，包括如下步骤：步骤S1，开始；步骤S2，获取数据：获取电抗器电压信号的相位φU1、电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧电流信号的相位φI；步骤S3，计算功率因数角变化率：通过所述获取的数据计算电抗器的功率因数角与电抗器功率因数角额定值的变化率；步骤S4，判断运行状态：通过所述功率因数角变化率判断电力电容器成套装置中干式空心串联电抗器运行状态。优选地，步骤S4包括：步骤S401，若所述功率因数角变化率大于10％，则电抗器的工作状态处于异常状态，执行步骤S402，否则执行步骤S403；步骤S402，报警；步骤S403，电力电容器成套装置继续运行。在此，步骤S402中报警可以是发出告警信号和/或向其开关柜内的断路器发出跳闸指令，发出跳闸指令退出装置运行。优选地，步骤S2包括：步骤S201，获得电力电容器成套装置所在变电站母线电压互感器的二次侧电压信号U、电力电容器放电线圈的二次侧电压信号Uc；步骤S202，根据Ul＝Uc-U，计算电抗器的运行电压U1；步骤S203，计算所述电抗器运行电压信号的相位φU1；步骤S204，获得电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧的电流信号I；步骤S205，计算所述电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧电流信号的相位φI。优选地，步骤S3包括：步骤S301，根据φ＝φU1-φI，计算电抗器的功率因数角φ；步骤S302，将所述功率因数角φ与电抗器功率因数角额定值比值，得到功率因数角变化率。优选地，步骤S402中的报警方式为声光报警。本专利技术所述电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测系统，用于执行上述的电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，包括电压采集模块、电流采集模块、信号处理模块、逻辑分析模块，电压采集模块输入端连接电力电容器成套装置变电站母线的电压互感器的二次侧和电力电容器放电线圈的二次侧，电流采集模块连接电力电容器成套装置出线开关柜的电流互感器的二次侧，电流采集模块和电压采集模块的输出端与信号处理模块的输入端相连，信号处理模块的输出端与逻辑分析模块的输入端相连。首先通过电压采集模块获得电力电容器成套装置所在变电站母线电压互感器的二次侧获取电压信号U和电力电容器放电线圈二次侧电压Uc，同时通过电流采集模块得到电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧的电流信号I，信号处理模块将电流采集模块和电压采集模块采集到的参数进行处理并送入逻辑分析模块，由逻辑分析模块将电压采集模块和电流采集模块送入的电流信号和电压信号进行进一步运算。逻辑分析模块计算得到功率因数角变化率并根据电抗器功率因数角的变化率判断电抗器运行状态，若所述功率因数角变化率大于10％，则发出告警信号，或者向其开关柜内的断路器发出跳闸指令，否则不执行其他操作，电力电容器成套装置继续运行。优选地，还包括声光报警模块，逻辑分析模块的输出端连接声光报警模块。优选地，电压采集模块用于采集电力电容器成套装置所在变电站母线电压互感器的二次侧电压信号U和电力电容器放电线圈的二次侧电压信号Uc，电流采集模块用于采集电力电容器成套装置运行回路中的电流信号I。优选地，电压采集模块包括第一电压采集单元和第二电压采集单元，第一电压采集单元输入端连接电力电容器成套装置变电站母线的电压互感器的二次侧，用于采集模块用于采集电力电容器成套装置所在变电站母线电压互感器的二次侧电压信号U；第二电压采集单元输入端连接电力电容器放电线圈的二次侧，用于采集电力电容器放电线圈的二次侧电压信号Uc。优选地，逻辑分析模块包括运行电压计算单元、电压信号的相位计算单元、电流信号的相位计算单元、功率因数角计算单元、功率因数角变化率计算单元、比较单元，运行电压计算单元输入端连接信号处理模块输出端、输出端连接电压信号的相位计算单元输入端，电压信号的相位计算单元输出端连接功率因数角计算单元输入端，电流信号的相位计算单元输入端连接信号处理模块输出端、输出端连接功率因数角计算单元输入端，功率因数角计算单元输出端连接功率因数角变化率计算单元输入端，功率因数角变化率计算单元输出端连接比较单元输入端，比较单元输出端连接声光报警模块。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法与现有的检测方法相比，电抗器处于正常的工作中，由于常规测量方法需要在电力电容器成套装置停电状态下测量，所加的测量电压一般较低，且电抗器回路无负载电流通过，无发热现象，难以反映电抗器实际运行中的状态。而该方法是在电力电容器成套装置在实际运行工况下测量，能够真实反映其运行状态，可在线同时监测三相电抗器的功率因数角，测量结果可信度和可比较性更高，而且能发现低电压下不能发现的设备缺陷。若功率因数角变化率明显增大，立即发出告警信号，或者向其开关柜内的断路器发出跳闸指令，退出装置运行，防止发生电力电容器成套装置的事故发生。避免现有技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1，开始；/n步骤S2，获取数据：获取电抗器电压信号的相位φU1、电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧电流信号的相位φI；/n步骤S3，计算功率因数角变化率：通过所述获取的数据计算电抗器的功率因数角与电抗器功率因数角额定值的变化率；/n步骤S4，判断运行状态：通过所述功率因数角变化率判断电力电容器成套装置中干式空心串联电抗器运行状态。/n
【技术特征摘要】
1.一种电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，开始；
步骤S2，获取数据：获取电抗器电压信号的相位φU1、电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧电流信号的相位φI；
步骤S3，计算功率因数角变化率：通过所述获取的数据计算电抗器的功率因数角与电抗器功率因数角额定值的变化率；
步骤S4，判断运行状态：通过所述功率因数角变化率判断电力电容器成套装置中干式空心串联电抗器运行状态。
2.根据权利要求1所述的电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，步骤S4包括：
步骤S401，若所述功率因数角变化率大于10％，则电抗器的工作状态处于异常状态，执行步骤S402，否则执行步骤S403；
步骤S402，报警；
步骤S403，电力电容器成套装置继续运行。
3.根据权利要求1所述的电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，步骤S2包括：
步骤S201，获得电力电容器成套装置所在变电站母线电压互感器的二次侧电压信号U、电力电容器放电线圈的二次侧电压信号Uc；
步骤S202，根据Ul＝Uc-U，计算电抗器的运行电压U1；
步骤S203，计算所述电抗器运行电压信号的相位φU1；
步骤S204，获得电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧的电流信号I；
步骤S205，计算所述电力电容器成套装置出线开关柜电流互感器二次侧电流信号的相位φI。
4.根据权利要求1所述的电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，步骤S3包括：
步骤S301，根据φ＝φU1-φI，计算电抗器的功率因数角φ；
步骤S302，将所述功率因数角φ与电抗器功率因数角额定值比值，得到功率因数角变化率。
5.根据权利要求2所述的电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，步骤S402中的报警方式为声光报警。
6.一种电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测系统，用于执行权利要求1-5所述的电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，包括电压采集模块(1)、电流采集模块(2)、信号处理模块(3)、逻辑分析模块(4)、，电压采集模块(1)输入端连接电力电容器成套...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱保军，刘兴华，谢同平，鲁尧，王在明，张冰倩，陈蕾，孙鹏，咸日常，王涛，于洋，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司淄博供电公司，山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。