一种电容器组内部故障检测方法及电容器保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电容器组内部故障检测方法，用于检测中性点经PT接地的Y型电容器组内部故障,所述电容器组为三相Y型接线。该方法包括如下步骤：测量三相电流、测量三相母线电压、测量电容器组中性点电压、计算中性点差压有效值、补偿中性点差压、中性点差压状态判断、中性点差压故障定位投入判断、母线零序电压条件判断、计算中性点差压与母线正序电压的有效角差、确定角差是否在180°、60°、‑60°、0°、‑120°和120°特征范围内、根据有效角差及角差特征判定故障相。本发明专利技术相应公开一种电容器保护装置。本发明专利技术的技术方案简化了故障定位流程，缩小了故障检测范围，缩短了故障定位时间。

【技术实现步骤摘要】
一种电容器组内部故障检测方法及电容器保护装置
本专利技术属于电力系统继电保护领域。特别地，涉及一种电容器组内部故障检测方法及电容器保护装置。
技术介绍
电力电容器组通过提供无功功率补偿所在系统的无功缺额，从而提高系统的电压稳定性。电容器组既可以集中使用，又可以分散安装提供就地无功功率，可有效降低电力网络的电能损耗、提高系统功率因素。电容器的容量范围广、投资费用低、运行损耗低且无旋转部件、维护方便，因此被广泛使用。电容器组一般由多个电容器单元串联、并联组装，电容器单元的串并联方式、个数及容量选择由系统无功补偿容量、系统电压决定。电容器单元内部包含多个元件，大量内部元件的串联、并联构成电容器单元的额定容量、额定电压。每个电容器单元内部集成放电电阻，确保电容器脱离系统母线时，电容器可通过该电阻放电，保证电容器组外部电压降至安全水平。电容器本体保护通过熔丝实现，根据熔丝在电容器单元的配置情况可分为：外熔丝、内熔丝和无熔丝。电容器内部发生故障时，有熔丝场合熔丝熔断，故障单元或元件被隔离；无熔丝场合元件内部薄膜击穿，故障元件短路。电容器单元或元件因故障被隔离或击穿，引起电容器组三相阻抗失衡，同时导致电容器剩余部分承受高压。如剩余的健康电容器单元或元件电压不超过额定电压的1.1倍，电容器可继续运行，否则需要退出整组电容器，确保各单元及元件安全。针对中性点经PT接地的Y型电容器组，一般会通过配置中性点差压保护实现电容器内部故障告警或保护。发生电容器报警或保护动作，应及时定位故障部位并进行修复。外熔丝电容器组，配置了熔丝熔断指示场合，可较快确定故障单元。对无熔丝指示场合或其他熔丝类型，运行人员需对整个电容器组各单元逐一检查，耗时费力。中国专利技术申请号为201180065014.6的“用于Y-Y连接电容器组中内部故障检测的方法和装置”和申请号为201180064602.8的“用于检测H桥连接的电容器组中的内部故障的方法和装置”分别提出了针对Y-Y型、H型连接方式的电容器组故障定位方法，但上述方法无法适用于中性点经PT接地的Y型电容器组故障定位。中国专利技术申请号为200910105940.6的“内置故障输出装置的电容器”中采取一种预埋于电容器内部的故障指示装置，可用于中性点经PT接地的电容器组，但该方法仅能指示电容器发生了故障，无法准确判断故障相，且额外增加装置，提高系统成本。因此，为了提高中性点经PT接地的Y型电容器组的故障定位效率、缩短故障定位时间，需要一种能够集成在电容器保护装置中的适用于中性点经PT接地的Y型电容器组故障定位方法，并且能够克服系统误差、动态误差，准确可靠定位故障相。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，在于提供一种中性点经PT接地的Y型电容器组内部故障检测方法，该方法集成在电容器保护装置中，简化故障定位流程，缩小故障检测范围，缩短故障定位时间。本专利技术同时提出了相应的电容器保护装置。为了达成上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电容器组内部故障检测方法，用于检测中性点经PT接地的Y型电容器组内部故障,所述电容器组为三相Y型接线，中性点经PT接地，电容器组由多个电容器单元串联或并联，各电容器单元参数及配置方式相同，电容器组内部故障发生在电容器单元的内部元件中或电容器单元之间，所述方法采用如下步骤：步骤100、测量所述电容器组的三相电流计算相电流的有效值；步骤110、测量所述电容器组所连母线的三相电压，计算正序电压零序电压步骤120、测量所述电容器组中性点电压步骤130、根据母线零序电压、电容器组中性点电压计算中性点差压步骤150、当所述中性点差压超过告警阈值或保护阈值时发起告警信号或保护跳闸信号；步骤220、计算所述中性点差压与所述母线正序电压的有效角差步骤230、判断所述有效角差是否在180°、60°、-60°、0°、-120°和120°特征范围内；步骤240、根据有效角差及角差特征确定故障相。进一步地，在所述步骤130之后、150之前还包括：步骤140、采用静态补偿方法和/或动态补偿方法补偿中性点差压；所述步骤150中，当补偿后的中性点差压超过告警阈值或保护阈值时发起告警信号或保护跳闸信号。进一步地，所述步骤140中的静态补偿方法，用于基于相电流的有效值、母线零序电压有效值和中性点电压有效值，在电容器投运初期对中性点差压进行补偿，弥补因电容器组工艺误差、安装误差、测量元件的系统误差导致的固有误差。进一步地，所述步骤140中的动态补偿方法，用于基于相电流的有效值、母线零序电压有效值和中性点电压有效值，在电容器运行过程中根据预设周期值对中性点差压进行补偿，周期性弥补因电容器组运行过程中的温度、湿度及内部元件老化导致的动态误差。进一步地，所述告警阈值对应于所述电容器组的所有剩余正常单元能够保持继续运行所能承受过电压的低差压限值。进一步地，所述保护阈值对应于所述电容器组的所有剩余正常单元无法继续运行所能承受过电压的高差压限值。进一步地，在步骤150之后还包括：步骤200，设置定值控制告警或故障发生后是否触发故障定位功能。进一步地，在步骤150之后还包括：步骤210，设置定值控制告警或故障发生后，根据母线零序电压条件判断是否执行故障定位功能。本专利技术同时提出了一种电容器保护装置，用于检测中性点经PT接地的Y型电容器组内部故障，所述电容器组为三相Y型连接，所述Y型连接的电容器组中性点经PT接地，所述电容器组由多个电容器单元串联或并联，所述电容器单元参数及配置方式相同，电容器组内部故障发生在电容器单元的内部元件中或电容器单元之间；所述电容器组设置第一电流互感器，用于测量电容器组的三相电流；设置第一电压互感器，用于测量电容器组所连母线的三相电压；设置第二电压互感器，用于测量电容器组中性点电压；所述电容器保护装置包括：计算单元、保护单元、故障定位单元；其中：所述计算单元，用于接收电压、电流互感器测量的电容器组的三相电流、电容器组所连母线的三相电压、电容器组中性点电压；并计算所述电容器组的三相电流的有效值；计算所述电容器组所连母线三相电压有效值、正序电压有效值及相位、零序电压有效值，计算所述电容器组中性点电压的有效值及相位。所述保护单元，用于判断当所述中性点差压值超过告警阈值时产生告警信号，超过保护阈值时产生保护跳闸信号。所述故障定位单元，包括有效角差计算模块、角差特征判断模块、故障相定位模块，其中：所述有效角差计算模块，用于计算中性点差压与母线正序电压的有效角差；所述角差特征判断模块，判断所述有效角差是否在180°、60°、-60°、0°、-120°和120°特征范围内；所述故障相定位模块，用于根据有效角差及角差特征确定故障相。进一步地，所述电容器保护装置还包括补偿单元，所述补偿单元包括静态补偿模块和/或动态补偿模块。所述静态补偿模块，用于基于相电流的有效值、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容器组内部故障检测方法，用于检测中性点经PT接地的Y型电容器组内部故障,所述电容器组为三相Y型接线，中性点经PT接地，电容器组由多个电容器单元串联或并联，各电容器单元参数及配置方式相同，电容器组内部故障发生在电容器单元的内部元件中或电容器单元之间，其特征在于，所述方法采用如下步骤：/n步骤100、测量所述电容器组的三相电流

【技术特征摘要】
1.一种电容器组内部故障检测方法，用于检测中性点经PT接地的Y型电容器组内部故障,所述电容器组为三相Y型接线，中性点经PT接地，电容器组由多个电容器单元串联或并联，各电容器单元参数及配置方式相同，电容器组内部故障发生在电容器单元的内部元件中或电容器单元之间，其特征在于，所述方法采用如下步骤：
步骤100、测量所述电容器组的三相电流计算相电流的有效值；
步骤110、测量所述电容器组所连母线的三相电压，计算正序电压零序电压
步骤120、测量所述电容器组中性点电压
步骤130、根据母线零序电压、电容器组中性点电压计算中性点差压
步骤150、当所述中性点差压超过告警阈值或保护阈值时发起告警信号或保护跳闸信号；
步骤220、计算所述中性点差压与所述母线正序电压的有效角差
步骤230、判断所述有效角差是否在180°、60°、-60°、0°、-120°和120°特征范围内；
步骤240、根据有效角差及角差特征确定故障相。


2.如权利要求1所述的一种电容器组内部故障检测方法，其特征在于，在所述步骤130之后、150之前还包括：
步骤140、采用静态补偿方法和/或动态补偿方法补偿中性点差压；
所述步骤150中，当补偿后的中性点差压超过告警阈值或保护阈值时发起告警信号或保护跳闸信号。


3.如权利要求2所述的一种电容器组内部故障检测方法，其特征在于，所述步骤140中的静态补偿方法，用于基于相电流的有效值、母线零序电压有效值和中性点电压有效值，在电容器投运初期对中性点差压进行补偿，弥补因电容器组工艺误差、安装误差、测量元件的系统误差导致的固有误差。


4.如权利要求2所述的一种电容器组内部故障检测方法一，其特征在于，所述步骤140中的动态补偿方法，用于基于相电流的有效值、母线零序电压有效值和中性点电压有效值，在电容器运行过程中根据预设周期值对中性点差压进行补偿，周期性弥补因电容器组运行过程中的温度、湿度及内部元件老化导致的动态误差。


5.如权利要求1所述的一种电容器组内部故障检测方法，其特征在于,所述告警阈值对应于所述电容器组的所有剩余正常单元能够保持继续运行所能承受过电压的低差压限值。


6.如权利要求1所述的一种电容器组内部故障检测方法，其特征在于,所述保护阈值对应于所述电容器组的所有剩余正常单元无法继续运行所能承受过电压的高差压限值。


7.如权利要求1所述的一种电容器组内部故障检测方法，其特征在于,在步骤150之后还包括：
步骤200，设置定值控制告警或故障发生后是否触发故障定位功能。


8.如权利要求1所述的一种电容器组内部故障检测方法，其特征在于，在步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万纯，丁力，邓鑫，陈建松，华秀娟，侯炜，陈俊，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32