一种用于电功率系统的保护和监测系统、装置和方法，包括在每个相中具有多个串的电容器组、电压和电流测量装置以及用于保护这个电容器组的继电器。每个串可以具有多个电容器单元，并且每个单元可以由多个电容器元件组成。所述方法可以包括：使用所获得的电流和电压来确定稳态操作条件、计算每个串的当前时间阻抗值并将其存储到存储器中、计算串标幺值阻抗增量、至少部分地基于这个增量来检测电容器元件故障并且为每个事件计算故障电容器元件的数量、累积故障电容器元件的数量以及当健康电容器元件受到过电压限制时执行保护动作。由于老化、温度变化、仪表变换器误差、数据采集中的不准确性以及固有的制造不平衡，所述方法可以对于电容器变化固有地不受影响或者以别的方式不敏感。不敏感。不敏感。
【技术实现步骤摘要】
多串和多级电容器组的灵敏的基于阻抗的串保护
[0001]本公开涉及功率系统，并且更特别地涉及用于多串和多级电容器组的灵敏的基于阻抗的串保护的系统、装置和方法。
技术介绍
[0002]传统的并联（shunt）电容器组可以提供功率因数校正和电容性无功补偿。这些电功率系统资产可以帮助控制通过系统的无功功率流并且进一步控制功率系统母线上的电压。例如，电容器组可以安装在功率系统中的传输、子传输和分配功率系统母线上。当电容器组由于故障而停止使用时，这可能妨碍功率系统的可靠操作。因此，电容器组的故障时间应该尽可能地最小。
[0003]电容器组可根据类型、配置、大小和电压电平而变化。IEEE标准IEEE C37.99定义了不同的电容器组类型、配置以及用于保护并联电容器组免于故障的保护方法。电容器组可以由串联和/或并联连接的多个电容器单元构成，其中每个单元可以具有多个电容器元件。由于电容器元件的相对大的数量，IEEE标准C37.99规定了用于相对早地检测电容器元件故障的灵敏的保护方法，以便减轻关于剩余的健康电容器元件的问题，这可以最小化电容器元件故障的影响。
[0004]大多数常规电容器组是无熔型的，其中电容器罐在每个相中并联连接的多个串中串联连接。这类系统可以使用电流和电压传感器来提供电容器组保护。通常的保护实践是要测量每个相电流。然而，这可能影响保护灵敏度并且可能导致保护误操作。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一组技术方案，如下。
[0006]技术方案1. 一种方法，包括：接收对于功率系统中的电容器组串的一个或多个电压值和一个或多个电流值；确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第一时间满足稳态标准；基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第一时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第一阻抗，并且将所述第一阻抗存储在存储装置中；确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第二时间满足稳态标准；基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第二时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第二阻抗，并且将所述第二阻抗存储在所述存储装置中；基于所述第一阻抗和所述第二阻抗来计算串标幺值阻抗增量；确定所述串标幺值阻抗增量超过阈值；基于确定所述串标幺值阻抗增量超过所述阈值多少来计算所述电容器组串中的故障电容器元件的数量；以及
执行所述功率系统中的保护动作。
[0007]技术方案2. 如技术方案1所述的方法，其中，所述稳态标准包括标幺值增量电压量值小于阈值，并且其中所述稳态标准进一步包括基于对于所述电容器组串的参考阻抗值来确定的阻抗区域，并且其中独立于对于第二电容器组串的阻抗区域来调整对于所述电容器组串的所述阻抗区域。
[0008]技术方案3. 如技术方案1所述的方法，其中，所述存储装置包括循环缓冲器，其中计算所述串标幺值阻抗增量进一步基于确定阈值数量的阻抗值存储在所述存储装置中，并且其中所述阻抗值的阈值数量基于所述循环缓冲器自所述循环缓冲器的先前擦除以来是满的。
[0009]技术方案4. 如技术方案1所述的方法，其中，所述串标幺值阻抗增量包括存储在所述存储装置中的最旧阻抗值与存储在所述存储装置中的当前阻抗值之间的差。
[0010]技术方案5. 如技术方案1所述的方法，其中，所述阈值基于所述电容器组串中的电容器元件的数量。
[0011]技术方案6. 如技术方案1所述的方法，其中，计算所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量进一步基于确定给定数量的连续串标幺值阻抗增量大于所述阈值。
[0012]技术方案7. 如技术方案1所述的方法，进一步包括报告所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量。
[0013]技术方案8. 如技术方案1所述的方法，其中，执行所述保护动作进一步基于确定所述电容器组串中剩余的健康电容器元件上的过电压。
[0014]技术方案9. 如技术方案1所述的方法，当故障电容器元件的数量小于引起过电压的故障元件的预定义数量时，存储这个数量以用于进一步累积，直到累积数量超过用于保护动作的预定义阈值。
[0015]技术方案10. 如技术方案1所述的方法，其中，所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值直接从电流和电压换能器或者从合并单元的采样值获得。
[0016]技术方案11. 一种系统，包括：至少一个处理器；以及至少一个存储装置，所述至少一个存储装置用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器：接收对于功率系统中的电容器组串的一个或多个电压值和一个或多个电流值；确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第一时间满足稳态标准；基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第一时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第一阻抗，并且将所述第一阻抗存储在存储装置中；确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第二时间满足稳态标准；基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第二时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第二阻抗，并且将所述第二阻抗存储在所述存储装置中；基于所述第一阻抗和所述第二阻抗来计算串标幺值阻抗增量；确定所述串标幺值阻抗递增量超过阈值；
基于确定所述串标幺值阻抗增量超过所述阈值多少来计算所述电容器组串中的故障电容器元件的数量；以及执行所述功率系统中的保护动作。
[0017]技术方案12. 如技术方案11所述的系统，其中，所述稳态标准包括标幺值增量电压量值小于阈值，并且其中所述稳态标准进一步包括基于对于所述电容器组串的参考阻抗值来确定的阻抗区域，并且其中独立于对于第二电容器组串的阻抗区域来调整对于所述电容器组串的所述阻抗区域。
[0018]技术方案13. 如技术方案11所述的系统，其中，所述存储器包括循环缓冲器，其中计算所述串标幺值阻抗增量进一步基于确定阈值数量的阻抗值存储在所述存储装置中，并且其中所述阻抗值的阈值数量基于所述循环缓冲器自所述循环缓冲器的先前擦除以来是满的。
[0019]技术方案14. 如技术方案11所述的系统，其中，所述串标幺值阻抗增量包括存储在所述存储器中的最旧阻抗值与存储在所述存储装置中的当前阻抗值之间的差。
[0020]技术方案15. 如技术方案11所述的系统，其中，所述阈值基于所述电容器组串中的电容器元件的数量。
[0021]技术方案16. 如技术方案11所述的系统，其中，计算所述电容器组串中故障电容器元件的数量进一步基于确定给定数量的连续串标幺值阻抗增量大于所述阈值。
[0022]技术方案17. 如技术方案11所述的系统，进一步包括报告所述电容器组串中的所述故障电容器元件的数量。
[0023]技术方案18. 如技术方案11所述的系统，其中，执行所述保护动作进一步基于确定所述电容器组串中剩余的健康电容器元件上的过电压。
[0024]技术方案19. 如技术方案11所述的系统，当故障电容器元件的数量小于引起过电压的故本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：接收对于功率系统中的电容器组串的一个或多个电压值和一个或多个电流值；确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第一时间满足稳态标准；基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第一时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第一阻抗，并且将所述第一阻抗存储在存储装置中；确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在第二时间满足稳态标准；基于确定所述一个或多个电压值和所述一个或多个电流值在所述第二时间满足所述稳态标准来计算所述电容器组串的第二阻抗，并且将所述第二阻抗存储在所述存储装置中；基于所述第一阻抗和所述第二阻抗来计算串标幺值阻抗增量；确定所述串标幺值阻抗增量超过阈值；基于确定所述串标幺值阻抗增量超过所述阈值多少来计算所述电容器组串中的故障电容器元件的数量；以及执行所述功率系统中的保护动作。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述稳态标准包括标幺值增量电压量值小于阈值，并且其中所述稳态标准进一步包括基于对于所述电容器组串的参考阻抗值来确定的阻抗区域，并且其中独立于对于第二电容器组串的阻抗区域来调整对于所述电容器组串的所述阻抗区域。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述存储装置包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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