一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置及方法，其中自动调平衡装置通过实时在线监测双星形框架式并联电容器组星臂上各条支路中电容单元的电压、电流并计算得到各电容单元电容量采样值，运行中任意一个电容单元劣化将引起其电容量变化，从而造成双星形框架式并联电容器组两中性点之间的中性点不平衡电流增大，达到启动值时，所述装置的中央处理单元及时对该电容单元的运行状态作出分析评判，即根据预置调平衡策略计算需要退出运行的电容单元，然后发出控制信号驱动晶闸管阵列单元动作，完成相应电容单元的投退，实现双星形框架式并联电容器组三相各星臂电容量的再平衡。容量的再平衡。容量的再平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置及方法


[0001]本专利技术属于无功补偿设备
，具体涉及一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置及方法。

技术介绍

[0002]框架式并联电容器组作为电力系统中无功补偿设备，具有无功调节与提高配电网功率因数的作用。在电网中应用的框架式并联电容器组其中一种接线方式为双星形接线，双星形接线方式凭借其中性点不平衡电流保护动作的高灵敏性，能准确反映双星形框架式并联电容器组内部故障，在电网中被广泛应用。双星形框架式并联电容器组从结构上可分为两个星形，每个星形为三相，每相由数量相同、额定容量相同的多台“并联电容单元组”成，双星形框架式并联电容器组投运前需进行各电容单元的电容量测试，测试合格并经人工配平衡后方可投入运行。双星形框架式并联电容器组在运行中受高温、老化及过电压等因素作用下，容易发生电容单元短路、开路甚至爆炸等事故，造成各星臂间电容量参数不完全均衡，中性点出现不平衡电流，当其达到保护整定值后动作跳闸，将整台电容器组切除，会对电网造成冲击，并影响电力系统功率因数和电压质量。现有技术中对双星形框架式并联电容器组进行检测时主要存在如下技术问题：
[0003]1、当双星形框架式并联电容器组的各星臂间电容量参数不平衡后，中性点出现不平衡电流时，现有技术是通过检测该不平衡电流的大小，当其达到保护整定值后动作，切除整台电容器组。然而该方法将对电网造成冲击，并影响电力系统功率因数和电压质量；故障出现后如未能及时恢复，造成设备非计划性停运等设备事件。
[0004]2、现有技术中通过周期性的停电预试检查双星形框架式并联电容器组各电容单元的电容量，当发现电容单元的参数不合格后，需及时进行更换，并通过人工计算配平衡电容器组三相各星臂电容量后，再将整台电容器组投入运行。然而该方法不能实时监测双星形框架式并联电容器组各电容单元状态，并且停电试验检查及处理所需工期长，工作效率低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在解决使用现有技术检测双星形框架式并联电容器组时存在的上述技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供了一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置，包括：
[0008]中央处理单元、电气量采集单元、晶闸管控制单元、晶闸管阵列单元、电容器组单元；
[0009]中央处理单元用于根据电气量采集单元采集到的电流数据中的中性点不平衡电流判断所述中性点不平衡电流是否达到启动值；若是则根据电气量采集单元采集到的电压、电流数据，计算电容器组单元中电容单元的电容量，根据预置调平衡策略判断电容单元
是否需要退出运行；若存在电容单元需要退出运行，则输出相应的控制信号至晶闸管控制单元，以便晶闸管控制单元将电容器组单元中需要退出运行的电容单元退出；
[0010]电气量采集单元用于采集电容器组单元中的电压、电流数据，并发送至中央处理单元，电流数据包括中性点不平衡电流；
[0011]晶闸管控制单元用于根据中央处理单元输出的控制信号控制晶闸管阵列单元中相应的晶闸管开关通断，从而控制电容器组单元中的电容单元投退；
[0012]晶闸管阵列单元用于控制电容器组单元中的电容单元投退；
[0013]电容器组单元由双星形框架式并联电容器组各星臂上的并联电容单元组组成，并联电容单元组包括若干个电容单元。
[0014]进一步的，电气量采集单元具体包括：
[0015]电压互感器和电流互感器；
[0016]电压互感器包括第一电压互感器和第二电压互感器；
[0017]第一电压互感器与双星形框架式并联电容器组各星臂两端并联，用于测量各星臂两端的电压；
[0018]第二电压互感器与双星形框架式并联电容器组各星臂上的并联电容单元组的两端并联，用于测量各星臂上的各电容单元两端的电压；
[0019]电流互感器包括第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器；
[0020]第一电流互感器与双星形框架式并联电容器组各星臂的首端串联，用于测量流过双星形框架式并联电容器组各星臂的电流；
[0021]第二电流互感器与双星形框架式并联电容器组各星臂上的电容单元串联，用于测量流过双星形框架式并联电容器组各星臂上的各电容单元的电流；
[0022]第三电流互感器串联在双星形框架式并联电容器组两中性点之间，用于测量中性点不平衡电流。
[0023]进一步的，电气量采集单元还包括：
[0024]A/D转换器，A/D转换器用于将电压互感器和电流互感器输出的模拟量转化为数字量后送至中央处理单元。
[0025]进一步的，电容器组单元中还包括有与所述电容单元串联的熔断器。
[0026]第二方面，本申请提供了一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡方法，包括：
[0027]采集中性点不平衡电流I0；
[0028]将中性点不平衡电流I0与预设电流阈值I
set
进行比较，当I0≥I
set
时，执行调平衡策略；
[0029]重新采集调平衡策略结束后的中性点不平衡电流I0，并与预设电流阈值I
set
重新进行比较，直到I0＜I
set
时结束。
[0030]进一步的，调平衡策略具体包括：
[0031]采集双星形框架式并联电容器k侧三相电压U
A
、U
B
、U
C
和三相电流I
kA
，I
kB
，I
kC
；
[0032]根据采集的三相电压U
A
、U
B
、U
C
和三相电流I
kA
，I
kB
，I
kC
计算双星形框架式并联电容器k侧三相电容量C
kA
、C
kB
和C
kC
；
[0033]求双星形框架式并联电容器k侧三相电容量最小值C
kmin
；
[0034]计算双星形框架式并联电容器k侧的三相电容量与三相电容量最小值之间的偏
差；
[0035]判断双星形框架式并联电容器k侧第i相电容量偏差C
ki
是否等于0；若C
ki
不等于0时，同步采集双星形框架式并联电容器k侧第i相所有运行中的并联电容单元组的电压U
kih
和电容单元的电流I
kihj
，其中h表示双星形框架式并联电容器k侧第i相第h组并联电容单元组，j表示双星形框架式并联电容器k侧第i相第h组第j台电容单元；
[0036]根据采集的U
kih
和I
kihj
计算双星形框架式并联电容器k侧第i相第h组第j台电容单元电容量C
kihj
，得到k侧第i相中所有运行中的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置，其特征在于，包括：中央处理单元、电气量采集单元、晶闸管控制单元、晶闸管阵列单元和电容器组单元；所述中央处理单元用于根据所述电气量采集单元采集到的电流数据中的中性点不平衡电流判断所述中性点不平衡电流是否达到启动值；若是则根据所述电气量采集单元采集到的电压、电流数据，计算所述电容器组单元中电容单元的电容量，根据预置调平衡策略判断所述电容单元是否需要退出运行；若存在所述电容单元需要退出运行，则输出相应的控制信号至所述晶闸管控制单元，以便所述晶闸管控制单元将所述电容器组单元中需要退出运行的电容单元退出；所述电气量采集单元用于采集所述电容器组单元中的电压、电流数据，并发送至所述中央处理单元，所述电流数据包括所述中性点不平衡电流；所述晶闸管控制单元用于根据所述中央处理单元输出的控制信号控制所述晶闸管阵列单元中相应的晶闸管开关通断，从而控制所述电容器组单元中的电容单元投退；所述晶闸管阵列单元用于控制所述电容器组单元中的所述电容单元投退；所述电容器组单元由双星形框架式并联电容器组各星臂上的并联电容单元组组成，所述并联电容单元组包括若干个电容单元。2.根据权利要求1所述的一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置，其特征在于，所述电气量采集单元具体包括：电压互感器和电流互感器；所述电压互感器包括第一电压互感器和第二电压互感器；所述第一电压互感器与所述双星形框架式并联电容器组各星臂两端并联，用于测量各星臂两端的电压；所述第二电压互感器与所述双星形框架式并联电容器组各星臂上的并联电容单元组的两端并联，用于测量各星臂上的各电容单元两端的电压；所述电流互感器包括第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器；所述第一电流互感器与所述双星形框架式并联电容器组各星臂的首端串联，用于测量流过所述双星形框架式并联电容器组各星臂的电流；所述第二电流互感器与所述双星形框架式并联电容器组各星臂上的电容单元串联，用于测量流过所述双星形框架式并联电容器组各星臂上的各电容单元的电流；所述第三电流互感器串联在双星形框架式并联电容器组两中性点之间，用于测量中性点不平衡电流。3.根据权利要求2所述的一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置，其特征在于，所述电气量采集单元还包括：A/D转换器，所述A/D转换器用于将所述电压互感器和所述电流互感器输出的模拟量转化为数字量后送至所述中央处理单元。4.根据权利要求1所述的一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡装置，其特征在于，所述电容器组单元中还包括有与所述电容单元串联的熔断器。5.一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡方法，其特征在于，包括：采集中性点不平衡电流I0；将所述中性点不平衡电流I0与预设电流阈值I
set
进行比较，当I0≥I
set
时，执行调平衡策
略；在所述调平衡策略执行结束后重新采集中性点不平衡电流I0，并与所述预设电流阈值I
set
重新进行比较，直到I0＜I
set
时结束。6.根据权利要求5所述的一种双星形框架式并联电容器组自动调平衡方法，其特征在于，所述调平衡策略具体包括：采集双星形框架式并联电容器k侧三相电压U
A
、U
B
、U
C
和三相电流I
kA...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新海，王伟平，张宾，梁丽丽，梁国坚，张宁，张志强，刘磊，陈昱，刘均裕，冯宝，陈英杰，周雪东，何炳锋，邓光昱，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
国别省市：