基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法技术

基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，属于电容器组故障定位领域，目前换流站滤波器中电容器组故障定位方法识别能力不足，精准度不够、效率低。比较t时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值及该比值的整定系数、t时刻高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值及该比值的整定系数，得到每个桥臂上电容器故障，比较t

【技术实现步骤摘要】
基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法


[0001]本专利技术涉及定位电容器组故障，属于电容器组故障定位


技术介绍

[0002]换流站是交、直流电能转换的枢纽，在电能进行整流和逆变的过程中，会产生特征次谐波分量，同时消耗大量无功，因此，需要配置滤波器进行谐波治理与无功补偿。滤波器中主要组成部分为高压电容器，一座换流站通常设有数百个高压电容器元件，对保障直流输电系统安全稳定运行具有重要作用。
[0003]换流站运行中，由电容器故障导致的不平衡保护跳闸是最频繁的故障之一。目前工程实际中，只能根据不平衡电流方向大致定位对角电容器可能存在故障，无法确定具体故障位置，对两个同侧桥、对角桥及互为对称桥的电容器工作异常定位无能为力，在带故障运行情况下，不稳定的平衡状态容易引起雪崩效应。一般采取的检修措施是对整个电容器组进行逐个元件容值检测，工作效率低，停电时间长，容易因为误操作引入测量误差，致使检修流程迟滞或重复进行，可能造成电压偏低和谐波畸变过大问题，影响供电安全稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决目前换流站滤波器中电容器组故障定位方法识别能力不足，精准度不够、效率低的问题，提出了基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法。
[0005]基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，所述方法包括以下内容：
[0006]步骤1、在换流站滤波器中任意电容器的桥臂高压端串联电流互感器CT3；
[0007]步骤2、在任意时刻t时，利用安装在所述电容器组首端的电流互感器CT1采集电容器组总电流，利用安装在所述电容器组之间的电流互感器CT2采集电容器组桥臂不平衡电流，采用电流互感器CT3采集电容器组高压桥臂电流，获得该时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值并设定该比值的整定系数、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值并设定该比值的整定系数；
[0008]步骤3、在下一时刻t
′
时，t
′
＞t，采集电容器组总电流、电容器组桥臂不平衡电流和电容器组高压桥臂电流，获得该时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值；
[0009]步骤4、通过比较t时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值及该比值的整定系数、t时刻高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值及该比值的整定系数，检测电容器组中每个桥臂上电容器的故障，
[0010]通过比较t
′
时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、t
′
时刻高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、t时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值和t时刻高压桥臂电流有效值与电容器组总
电流有效值的比值，同时检测出电容器组中任意两个桥臂上两个电容器的故障。
[0011]优选地，换流站滤波器中电容器组包括电容器C1
‑
C4，
[0012]电容器C1的一端同时连接电流互感器CT1的一端和电容器C2的一端，电容器C2的另一端同时连接电容器C4的一端和电流互感器CT2的一端，电容器C4的另一端和电容器C3的一端均连接电源地，电容器C3的另一端同时连接电流互感器CT2的另一端和电容器C1的另一端，电流互感器CT1另一端连接电源地。
[0013]优选地，步骤2中，获得t时刻时，电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值，过程为：
[0014]t时刻时，电容器组总电流有效值I1(t)、电容器组桥臂不平衡电流有效值I2(t)和电容器组高压桥臂电流有效值I3(t)分别根据公式1获得：
[0015][0016]式中，i1为t时刻下电容器组总电流，i2为t时刻下电容器组桥臂不平衡电流，i3为t时刻下电容器组高压桥臂电流有效值；
[0017]设桥臂不平衡电流从左至右时方向为正，则I2(t)与I1(t)的比值q
un
为：
[0018][0019]式中，C1为电容器C1的电容值，C2为电容器C2的电容值，C3为电容器C3的电容值，C4为电容器C4的电容值；
[0020]I3(t)与I1(t)的比值q
hv
为：
[0021][0022]优选地，设定q
un
的整定系数为ε
un
＝
±
0.01，当桥臂不平衡电流方向为从左至右时，ε
un
＝0.01，当桥臂不平衡电流方向为从右至左时，ε
un
＝
‑
0.01；
[0023]设定q
hv
的整定系数为ε
hv
＝
±
0.005。
[0024]优选地，步骤3中，获得t
′
时刻时，电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值，过程为：
[0025]t
′
时刻时，电容器组总电流有效值I1′
(t)、电容器组桥臂不平衡电流有效值I2′
(t)和电容器组高压桥臂电流有效值I3′
(t)分别根据公式1获得：
[0026][0027]式中，i
′1为t
′
时刻下电容器组总电流，i'2为t
′
时刻下为电容器组桥臂不平衡电流，i'3为t
′
时刻下为电容器组高压桥臂电流有效值；
[0028]设桥臂不平衡电流从左至右时方向为正，则I
′2(t)与I
′1(t)的比值q'
um
为：
[0029][0030]式中，C1为换流站电容器组中电容器C1的电容值，C2为换流站电容器组中电容器
C2的电容值，C3为换流站电容器组中电容器C3的电容值，C4为换流站电容器组中电容器C4的电容值；
[0031]I
′3(t)与I
′1(t)的比值q'
hv
为：
[0032][0033]优选地，步骤4中，当电流互感器CT3串联在电流互感器CT1和电容器C1之间时，检测电容器组中每个桥臂上电容器的故障、同时检测出电容器组中任意两个桥臂上两个电容器的故障，具体为：
[0034](1)当q
un
＞ε
un
且时，电容器C1发生故障；
[0035]当q
′
un
＜q
un
且q
′
hv
＜q
hv
时，电容器C1、C2发生故障；当q
′
un
＜q
un
且q
′
hv
＝q
hv<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：步骤1、在换流站滤波器中任意电容器的桥臂高压端串联电流互感器(CT3)；步骤2、在任意时刻t时，利用安装在所述电容器组首端的电流互感器(CT1)采集电容器组总电流，利用安装在所述电容器组之间的电流互感器(CT2)采集电容器组桥臂不平衡电流，采用电流互感器(CT3)采集电容器组高压桥臂电流，获得该时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值并设定该比值的整定系数、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值并设定该比值的整定系数；步骤3、在下一时刻t
′
时，t
′
＞t，采集电容器组总电流、电容器组桥臂不平衡电流和电容器组高压桥臂电流，获得该时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值；步骤4、通过比较t时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值及该比值的整定系数、t时刻高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值及该比值的整定系数，检测电容器组中每个桥臂上电容器的故障，通过比较t
′
时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、t
′
时刻高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、t时刻电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值和t时刻高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值，同时检测出电容器组中任意两个桥臂上两个电容器的故障。2.根据权利要求1所述的基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，其特征在于，换流站滤波器中电容器组包括电容器C1
‑
C4，电容器C1的一端同时连接电流互感器(CT1)的一端和电容器C2的一端，电容器C2的另一端同时连接电容器C4的一端和电流互感器(CT2)的一端，电容器C4的另一端和电容器C3的一端均连接电源地，电容器C3的另一端同时连接电流互感器(CT2)的另一端和电容器C1的另一端，电流互感器(CT1)另一端连接供电电源。3.根据权利要求2所述的基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，其特征在于，步骤2中，获得t时刻时，电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值，过程为：t时刻时，电容器组总电流有效值I1(t)、电容器组桥臂不平衡电流有效值I2(t)和电容器组高压桥臂电流有效值I3(t)分别根据公式1获得：式中，i1为t时刻下电容器组总电流，i2为t时刻下电容器组桥臂不平衡电流，i3为t时刻下电容器组高压桥臂电流有效值；设桥臂不平衡电流从左至右时方向为正，则I2(t)与I1(t)的比值q
un
为：式中，C1为电容器C1的电容值，C2为电容器C2的电容值，C3为电容器C3的电容值，C4为电容器C4的电容值；
I3(t)与I1(t)的比值q
hv
为：4.根据权利要求3所述的基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，其特征在于，设定q
un
的整定系数为ε
un
＝
±
0.01，当桥臂不平衡电流方向为从左至右时，ε
un
＝0.01，当桥臂不平衡电流方向为从右至左时，ε
un
＝
‑
0.01；设定q
hv
的整定系数为ε
hv
＝
±
0.005。5.根据权利要求4所述的基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，其特征在于，步骤3中，获得t
′
时刻时，电容器组桥臂不平衡电流有效值与电容器组总电流有效值的比值、高压桥臂电流有效值与电容器组总电流有效值的比值，过程为：t
′
时刻时，电容器组总电流有效值I
′1(t)、电容器组桥臂不平衡电流有效值I
′2(t)和电容器组高压桥臂电流有效值I
′3(t)分别根据公式1获得：式中，i
′1为t
′
时刻下电容器组总电流，i
′2为t
′
时刻下为电容器组桥臂不平衡电流，i
′3为t
′
时刻下为电容器组高压桥臂电流有效值；设桥臂不平衡电流从左至右时方向为正，则I
′2(t)与I
′1(t)的比值q
′
um
为：式中，C1为换流站电容器组中电容器C1的电容值，C2为换流站电容器组中电容器C2的电容值，C3为换流站电容器组中电容器C3的电容值，C4为换流站电容器组中电容器C4的电容值；I
′3(t)与I
′1(t)的比值q
′
hv
为：6.根据权利要求5所述的基于高压桥臂电流判据的换流站电容器组故障定位方法，其特征在于，步骤4中，当电流互感器CT3串联在电流互感器(CT1)和电容器C1之间时，检测电容器组中每个桥臂上电容器的故障、同时检测出电容器组中任意两个桥臂上两个电容器的故障，具体为：(1)当q
un
＞ε
un
且时，电容器C1发生故障；当q
′
un
＜q
un
且q
′
hv
＜q
hv
时，电容器C1、C2发生故障；当q
′
un
＜q
un
且q
′
hv
＝q
hv
时，电容器C1、C3发生故障；当q
′
un
＞q
un
且q
′
hv
＝q
hv
时，电容器C1、C4发生故障；(2)当q
un
＜
‑
ε
un
且时，电容器C2发生故障；当q
′
un
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于浩，张健，尹世超，王鹏程，赵翔宇，杨力，苑美实，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司检修公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：