CN102005732A - 电容器组的谐波保护方法 - Google Patents

电容器组的谐波保护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102005732A
CN102005732A CN2010105820831A CN201010582083A CN102005732A CN 102005732 A CN102005732 A CN 102005732A CN 2010105820831 A CN2010105820831 A CN 2010105820831A CN 201010582083 A CN201010582083 A CN 201010582083A CN 102005732 A CN102005732 A CN 102005732A
Authority
CN
China
Prior art keywords
harmonic
capacitor group
current
effective value
capacitor bank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010105820831A
Other languages
English (en)
Inventor
曹良
罗皎虹
张雄伟
许箴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Original Assignee
Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co filed Critical Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Priority to CN2010105820831A priority Critical patent/CN102005732A/zh
Priority to US13/806,752 priority patent/US8810976B2/en
Priority to PCT/CN2011/070796 priority patent/WO2012075725A1/zh
Publication of CN102005732A publication Critical patent/CN102005732A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/16Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电容器组的谐波保护方法,其采用的电容器组谐波保护装置包括:CPU单元、电流电压采样单元和保护装置;CPU单元获取电容器组上的基波电流有效值I1和各次谐波有效值In后,计算电容器组上的电流真有效值I:
Figure 201010582083.1_AB_0
其中,kn =rn/r1,n为谐波次数,n的范围为2~∞,kn为n次谐波系数,rn为电容器组在n次谐波下的功耗等值电阻,r1为电容器组在基波频率下的功耗等值电阻;I1为电容器组上的基波电流有效值;In为电容器组上的n次谐波电流有效值;当I≤1.3IN时,CPU单元控制保护装置切断电容器组;IN为电容器组的额定电流。

Description

电容器组的谐波保护方法
技术领域
本发明涉及电力系统中的电力电容器的谐波保护方法。
背景技术
近年来,随着电力系统的发展和电力电子技术的广泛应用,用电负荷的结构发生了重大的变化。大量的非线性负荷如电弧炉、电气化铁路、晶闸管调压及变频调整装置的运行,成为电网中主要谐波源,向电力系统注入大量谐波电流,导致电网的电压波形畸变。谐波对电网中的各种电气设备的正常运行产生了不同程度的影响,其中对电容器组的影响尤其严重。主要表现在以下几个方面:加大了电容器组回路的电能损耗;电容器组回路产生谐振;谐波电流放大;缩短电容器组的使用寿命。
运行经验证明,电容器组及串联电抗器受电网谐波危害的程度有快速上升的趋势,变电所的电容器组及串联电抗器着火事故频繁发生。目前电容器保护一般设置差压、差流、过电流保护及过压、欠压等保护,但这些保护均只测量电压和电流的基波,不反应谐波,没有谐波保护功能。如何实现谐波测量,并在谐波危害较严重时发出告警信号或切断电容器组,从而实现电容器谐波保护,以避免电容器组的损坏,防止事故蔓延或扩大,是本领域要解决的技术难题。
电容器谐波保护的关键在于谐波的密集精确采样、快速准确计算。当前对于谐波计算通常采用离散傅立叶算法(DFT):
式中XRn为第n次谐波分量的实部,XIn为第n次谐波分量的虚部。
Figure 431225DEST_PATH_IMAGE003
式中N为每基频周期内的采样点数,当n取不同的数值,可求出不同频次谐波分量的实部和虚部。
根据公式:
Figure 183280DEST_PATH_IMAGE004
可求得第次谐波的有效值。
一般认为,电容器组的电流真有效值计算公式为:
Figure 5743DEST_PATH_IMAGE005
实际运行中发现,该算法得出的结果往往低于实际的电流有效值,导致保护装置不能及时动作以切断电容器组,进而使故障扩大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适于实时、准确测量电容器组上的实际电流的有效值的电容器组的谐波保护方法,以使保护装置能较准确并及时切断电容器组。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种电容器组的谐波保护方法,其采用的电容器组谐波保护装置包括:CPU单元,与CPU单元相连的用于对电容器组进行电流、电压采样的电流电压采样单元,由CPU单元控制的用于切断电容器组的保护装置。
CPU单元通过电流电压采样单元获取电容器组上的基波电流有效值I1和各次谐波有效值In,其中:n为谐波次数,n的范围为2~∞;然后,根据如下公式计算电容器组上的电流真有效值I:
 
其中,kn  =rn/r, kn为n次谐波系数,rn为电容器组在n次谐波下的功耗等值电阻, r1为电容器组在基波频率下的功耗等值电阻;rn和r1的具体数值,由电容器组的生产厂家提供或通过实验室检测得出;I1为电容器组上的基波电流有效值;In为电容器组上的n次谐波电流有效值;当I≤1.3IN时,CPU单元控制保护装置切断电容器组;IN为电容器组的额定电流。
本发明具有积极的效果:(1)本发明的电容器组的谐波保护方法根据不同谐波下,电容器、电抗器组阻值的不同,以及公式:
提出在不同次谐波的情况下,电抗器功耗的等值电阻呈现一变化规律。将此理念引入至电容器组谐波保护装置中,其适于在不同次谐波分量的情况下计算电容器组或电抗器组的功耗,并根据《并联电容器装置设计规范》(GB50227-1995)规定要求确定当保护装置采样电流超过额定电流的1.3倍后,保护装置动作切除电容器组或电抗器组。在此基础上,本发明不仅可以实现常规的过流,过压等保护功能,而且实时计算电流和电压中的2~13次谐波,全面提供单次谐波电流,单次谐波电压,全电流,全电压等谐波保护功能,更好地提供电容器组的保护。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1为实施例中的谐波保护的装置的电路结构示意图。
具体实施方式
见图1-3,本实施例的一种电容器组的谐波保护方法,其采用的电容器组谐波保护装置包括:CPU单元20,与CPU单20相连的通讯接口22、与CPU单20相连的用于对电容器组进行电流、电压采样的电流电压采样单元21,与CPU单20相连的由CPU单20控制的用于切断电容器组的保护装置23、与CPU单元相连的用于检测断路器、隔离刀闸器等位置信息的开关量输入单元24。保护装置包括:与CPU单元相连的继电器,该继电器用于控制断路器及隔离刀闸,以将电容器组从母线上断开。
CPU单元通过电流电压采样单元获取电容器组上的基波电流有效值I1和各次谐波有效值In,其中:n为谐波次数,n的范围为2~∞;然后,根据如下公式计算电容器组上的电流真有效值I:
Figure 849478DEST_PATH_IMAGE008
其中,kn  =rn/r, kn为n次谐波系数,rn为电容器组在n次谐波下的功耗等值电阻,r1为电容器组在基波频率下的功耗等值电阻;为电容器组上的基波电流有效值;In为电容器组上的n次谐波电流有效值; 当I≤1.3IN时,CPU单元控制保护装置切断电容器组;IN为电容器组的额定电流。
  通过对66千伏的电抗器的谐波过载试验发现,在3次谐波时,谐波系数K3的值就达到了1.218347;在13次谐波时,谐波系数K13的值就达到了3.15,可见常规的含谐波分量的电流真有效值计算误差较大,应当采用本发明的电容器谐波保护的算法,才能准确测量电容器组上的实际电流的有效值,以使保护装置能较准确并及时切断电容器组。
 
谐波次数n 2 3 4 5 6 7
kn 1.06548 1.16043 1.28399 1.425691 1.57317 1.73326
谐波次数n 8 9 10 11 12 13
kn 1.91285 2.10560 2.31538 2.52262 2.76192 3.00258
CPU单元20包括:模数转换、微处理器模块、IO驱动、保护算法、定值事件管理、故障录波、人机界面、后台通信和USB HOST接口等功能。模件提供实时时钟和GPS对时输入接口,作为整个装置的时钟源。
所述模数转换模块采用二阶RC无源抗混叠低通滤波加16bit、6路同步采样A/D转换器构成模拟量采集系统。共提供15路交流采集通道。在交流采样通道路数允许情况下,第13-15通道作为复采通道。并设计有A/D芯片到CPU间数据通道的检错机制,防止因这部分数据通道故障导致的误判。
所述的微处理器模块,采用Freescale公司的PowerQuicc II系列的MPC8247,CPU频率最高达400MHz,低功耗(0.8 W at 266 MHz)。MPC8247采用双核结构:一个PowerPC 603e核和一个单独的通信处理机模块(CPM)。内核(1.5V)和I/O(3.3V)分开供电。64位数据线和32位地址线的60x BUS支持64、32、16和8位的器件。
在此基础上,本发明不仅可以实现常规的过流,过压等保护功能,而且实时计算电流和电压中的2~13次谐波,全面提供单次谐波电流,单次谐波电压,全电流,全电压等谐波保护功能,更好地提供电容器组的保护。
显然,上述实施案例仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种电容器组的谐波保护方法,其特征在于:采用的电容器组谐波保护装置包括:CPU单元,与CPU单元相连的用于对电容器组进行电流、电压采样的电流电压采样单元,由CPU单元控制的用于切断电容器组的保护装置;CPU单元通过电流电压采样单元获取电容器组上的基波电流有效值I1和各次谐波有效值In,其中:n为谐波次数,n的范围为2~∞;然后,根据如下公式计算电容器组上的电流真有效值I:
Figure 2010105820831100001DEST_PATH_IMAGE001
其中,kn  =rn/r, kn为n次谐波系数,rn为电容器组在n次谐波下的功耗等值电阻,r1为电容器组在基波频率下的功耗等值电阻;
Figure 633145DEST_PATH_IMAGE002
为电容器组上的基波电流有效值;In为电容器组上的n次谐波电流有效值;当I≤1.3IN时,CPU单元控制保护装置切断电容器组;IN为电容器组的额定电流。
CN2010105820831A 2010-12-10 2010-12-10 电容器组的谐波保护方法 Pending CN102005732A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105820831A CN102005732A (zh) 2010-12-10 2010-12-10 电容器组的谐波保护方法
US13/806,752 US8810976B2 (en) 2010-12-10 2011-01-30 Harmonic protection method for capacitor bank
PCT/CN2011/070796 WO2012075725A1 (zh) 2010-12-10 2011-01-30 电容器组的谐波保护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105820831A CN102005732A (zh) 2010-12-10 2010-12-10 电容器组的谐波保护方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410626401.8A Division CN104659752A (zh) 2010-12-10 2010-12-10 电容器组的谐波保护装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102005732A true CN102005732A (zh) 2011-04-06

Family

ID=43812883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105820831A Pending CN102005732A (zh) 2010-12-10 2010-12-10 电容器组的谐波保护方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8810976B2 (zh)
CN (1) CN102005732A (zh)
WO (1) WO2012075725A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3277368T3 (pl) 2015-03-31 2021-01-25 Oncosec Medical Incorporated Układy do ulepszonej elektroporacji opartej na wykrywaniu tkanek
US11071860B2 (en) * 2019-02-06 2021-07-27 Oncosec Medical Incorporated Systems and methods for detecting fault conditions in electroporation therapy
CN112217529B (zh) * 2019-07-09 2023-07-21 富泰华工业(深圳)有限公司 降低无线传输数字信号干扰的方法和装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS564226A (en) * 1979-06-26 1981-01-17 Tohoku Metal Ind Ltd Capacitor with overcurrent detecting function
CN201222648Y (zh) * 2008-06-19 2009-04-15 杨昌兴 电容器组保护与状态监测装置
CN201365116Y (zh) * 2008-12-09 2009-12-16 深圳市中电电力技术有限公司 一种电力电容器保护装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4667152A (en) * 1985-10-17 1987-05-19 Hayes Raymond M Method of and system for determining locations of sources of harmonics in a power distribution network
JPH04261329A (ja) * 1991-02-14 1992-09-17 Meidensha Corp コンデンサバンクの保護装置
JPH0833199A (ja) * 1994-07-12 1996-02-02 Toshiba Corp コンデンサ保護装置
US6496342B1 (en) * 1999-02-12 2002-12-17 Bitronics Inc. Distributed monitoring and protection system for a distributed power network
CN101609977A (zh) * 2008-06-19 2009-12-23 北京赤那思电气技术有限公司 电容器组保护与状态监测装置及其方法
CN201726118U (zh) * 2010-04-20 2011-01-26 江苏省电力公司常州供电公司 一种电容器谐波保护装置
CN101814723B (zh) * 2010-04-20 2012-05-23 江苏省电力公司常州供电公司 电容器谐波及超温保护装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS564226A (en) * 1979-06-26 1981-01-17 Tohoku Metal Ind Ltd Capacitor with overcurrent detecting function
CN201222648Y (zh) * 2008-06-19 2009-04-15 杨昌兴 电容器组保护与状态监测装置
CN201365116Y (zh) * 2008-12-09 2009-12-16 深圳市中电电力技术有限公司 一种电力电容器保护装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卢本平: "电容器组的谐波过载能力", 《电力电容器》, no. 01, 30 April 1997 (1997-04-30) *

Also Published As

Publication number Publication date
US20130107399A1 (en) 2013-05-02
WO2012075725A1 (zh) 2012-06-14
US8810976B2 (en) 2014-08-19
WO2012075725A9 (zh) 2013-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101325331B (zh) 与负荷电流和接地电阻无关的相间距离测量元件实现方法
CN103022986B (zh) 数字式线路保护测控装置
KR20170103851A (ko) 변압기 중립 차단 시스템을 작동시키는 시스템 및 방법
CN105699753A (zh) 变压器铁芯接地电流在线监测装置
CN101916989A (zh) 电力系统二次连续采样值有效性判别方法
CN102122811B (zh) 数字化变电站电子式互感器双a/d采样的保护装置启动元件
CN101325329A (zh) 基于负序故障电流分量的接地距离测量元件实现方法
CN101814723B (zh) 电容器谐波及超温保护装置
CN102005732A (zh) 电容器组的谐波保护方法
CN107887891B (zh) 防止交流电压测量回路异常导致直流闭锁的虚拟交流电压方法
CN105467195A (zh) 变电站母线和电容器运行电压综合测量装置及其测量方法
CN108565832A (zh) 一种变压器励磁涌流抑制装置
CN201937250U (zh) 一种电容器组的谐波保护装置
CN104269831A (zh) 一种输电线路中通过识别过负荷与故障的距离保护方法
CN2717084Y (zh) 高压真空断路器的智能化控制保护装置
CN206640320U (zh) 一种低压综合配电箱
CN201336565Y (zh) 井下低压馈电开关综合保护器
CN202634288U (zh) 新型变频器
CN206132897U (zh) 单相接地/pt断线故障自动判别报警装置
CN104659752A (zh) 电容器组的谐波保护装置
KR101760858B1 (ko) 하이브리드 구조의 에너지 저장장치의 감시제어서버
CN201278459Y (zh) 数字式变压器保护装置
Lakshmi et al. Significance of wavelet and IOT techniques in micro-grid based power system protection
CN102299514A (zh) 一种抑制励磁涌流的自动投切式变压器运行控制方法
Yong et al. Method and device for open-neutral fault detection in low-voltage systems

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JIANGSU ELECTRIC POWER CO. STATE ELECTRIC NET CROP

Effective date: 20120918

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20120918

Address after: 213000 Tianning District, Jiangsu, Changzhou, No. 27

Applicant after: Changzhou Power Supply Co, Jiangsu Provincial Power Corp.

Applicant after: Jiangsu Electric Power Company

Applicant after: State Grid Corporation of China

Address before: 213000 Tianning District, Jiangsu, Changzhou, No. 27

Applicant before: Changzhou Power Supply Co, Jiangsu Provincial Power Corp.

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110406