CN105467195A - 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 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种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，属于电力系统自动装置领域，包括电压互感器，电压互感器连接到电压检测单元，电压检测单元将检测到的电压数值通过电压输出单元输出给可编程运算电路，可编程运算电路将实际运行电压值与电力电容器额定电压值进行比较，并根据比较结果向电力电容器组发出跳闸命令或通过越限告警单元进行告警，可有效检测母线的电压，同时设备成本低，并保证电力电容器的安全运行。

Description

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
技术领域
本发明提供一种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，属于电力系统自动装置领域。
背景技术
电力系统及用户变电站母线上安装的电力电容器(组)，都串入了电抗器，运行人员或监控中心所能监视的电压只有母线电压，而非电容器的实际运行电压；原因在于一般不在电力电容器(组)端部安装电压测量和监视装置。所以，在电力电容器(组)串入电抗器的回路中，监视电力电容器是否超过额定电压运行就很不直观，影响其安全可靠运行。而若在电力电容器(组)端部加装电压检测装置，虽然对保障电力电容器(组)安全运行极为有利，但需要增加电压互感器、二次电缆、专门电压测量装置等一、二次设备，不仅增加无功补偿成套装置的造价，增加运行维护费用，也造成电力电容器(组)回路接线复杂，占用更多空间面积。
运行中的不少变电站，曾发生过电力电容器(组)鼓肚、漏油、打保险、甚至箱体爆炸等安全事故，各地对这类事故原因分析的共同之处，是电力电容器实际运行电压偏高和过电压运行，所以，必须高度重视串入电抗器后，电力电容器(组)运行电压升高问题，既要监视母线电压，也要监视电力电容器组的实际运行电压。
发明内容
本发明目的在于提供一种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，可有效检测母线的电压，同时设备成本低，并保证电力电容器的安全运行。
本发明所述的变电站母线和电容器运行电压综合测量装置，包括电压互感器，电压互感器连接到电压检测单元，电压检测单元将检测到的电压数值通过电压输出单元输出给可编程运算电路，可编程运算电路将实际运行电压值与电力电容器额定电压值进行比较，并根据比较结果向电力电容器组发出跳闸命令或通过越限告警单元进行告警。
所述的变电站母线和电容器运行电压综合测量装置，无需在电力电容器出线回路上装设专用电压互感器，利用获取的母线电压信息，通过逻辑运算即可自动获取电力电容器(组)实际运行电压。可编程运算电路根据电力电容器(组)实际运行电压值，自动与电力电容器额定电压值进行比较，根据变电站现场运行规程或相关规范、规程要求，发出告警信号或向电力电容器(组)出线断路器发出“跳闸”指令。可编程运算电路通过标准的通讯接口与变电站综合自动化系统相联，告警和控制的定值可自行整定。其具体的工作原理为：在无功补偿装置中，由于容抗电压降和感抗电压降方向相反，忽略电力电容器组电气回路上的电阻电压降，接入电抗器后电力电容器(组)的实际运行电压为无电抗器时的1/(1-k)倍，K为电抗率，也即变电站母线电压的1/(1-k)倍。电力系统及用户变电站的母线上皆装有电压互感器及其电压测量装置，在已知母线电压U1和电抗率K的情况下，可根据公式U2＝U1/(1-K),实时计算，即可获取电力电容器组的实际运行电压值U2，该值根据电站现场运行规程与规范、规程的相关要求比较，可实现对无功补偿装置电压测量和运行控制。
与现有技术相比，本发明的变电站母线和电容器运行电压综合测量方法及其装置所具有的有益效果是，无需在电力电容器出线回路上装设专用电压互感器，在已知母线电压U2和电抗率K的情况下，通过可编程控制器根据公式U1＝U2/(1-K),实时计算，即可获取电力电容器组的实际运行电压值U1，可将U1与其额定电压U0进行比较，若小于1.05倍，允许电力电容器长期运行；若U1与U0比值大于1.1倍，发出“电力电容器运行电压高”报警信号，若该值保持每24小时内超过8小时，根据现场运行要求，可向电力电容器出线断路器发出“跳闸”指令等；同时，可编程运算电路通过设置电抗率值，以适应不同变电站的无功补偿装置，通过比较U1与U0比值，以满足不同控制策略的控制需求。变电站母线和电容器运行电压综合测量方法及其装置，实现了电力电容器(组)实际运行电压的测量和监视，实现了变电站母线电压和电力电容器运行电压的一体化综合测量，并可通过标准的通讯接口与变电站综合自动化系统相联络，方便了变电站无功补偿装置的安全运行控制，简化了无功补偿装置接线，具备安全控制功能，提高了电力电容器组的智能化水平。
所述的变电站母线和电容器运行电压综合测量装置的测量方法，将电压互感器连接到母线，其具体方法为：
(1)变电站母线和电容器运行电压综合测量装置启动后进行预处理，首先进行自检，自检错误给出故障信号，自检正常后，通过电压互感器采集母线电压信号U2；
(2)根据公式U1＝U2/(1-K),实时计算，获取电力电容器(组)运行电压值U1；
(3)将U1与电容器额定电压U0进行比较，若小于1.05倍，允许电力电容器(组)长期运行，可编程运算电路不向断路器发送跳闸信号；
(4)若U1与U0比值大于1.1倍，发出“电力电容器运行电压高”报警信号，若该值保持每24小时内超过8小时，可向电力电容器(组)出线断路器发出“跳闸”指令，断路器跳闸，装置返回初始状态；
(5)信号采集时间可以整定，一般大于0.5小时，小于1小时为佳，防止断路器频繁动作。
本发明与现有技术相比有益效果为：
与现有技术相比，本发明的变电站母线和电容器运行电压综合测量方法及其装置所具有的有益效果是，无需在电力电容器出线回路上装设专用电压互感器，在已知母线电压U2和电抗率K的情况下，通过可编程控制器根据公式U1＝U2/(1-K),实时计算，即可获取电力电容器组的实际运行电压值U1，可将U1与其额定电压U0进行比较，若小于1.05倍，允许电力电容器长期运行；若U1与U0比值大于1.1倍，发出“电力电容器运行电压高”报警信号，若该值保持每24小时内超过8小时，根据现场运行要求，可向电力电容器出线断路器发出“跳闸”指令等；同时，可编程运算电路通过设置电抗率值，以适应不同变电站的无功补偿装置，通过比较U1与U0比值，以满足不同控制策略的控制需求。变电站母线和电容器运行电压综合测量方法及其装置，实现了电力电容器(组)实际运行电压的测量和监视，实现了变电站母线电压和电力电容器运行电压的一体化综合测量，并可通过标准的通讯接口与变电站综合自动化系统相联络，方便了变电站无功补偿装置的安全运行控制，简化了无功补偿装置接线，具备安全控制功能，提高了电力电容器组的智能化水平。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的安装背景图；
图3为本发明流程图。
图中：1、电压互感器；2、电压检测单元；3、越限告警单元；4、可编程运算电路；5、电力电容器；6、断路器QF；7、隔离开关QS；8、电流互感器TA；9、电抗器L；10、接地开关QG；11、避雷器FV。
具体实施方式
下面结合本发明对本变电站母线和电容器运行电压综合测量装置做进一步说明：
如图1所示，本发明所述的变电站母线和电容器运行电压综合测量装置，包括电压互感器1，电压互感器1连接到电压检测单元2，电压检测单元2将检测到的电压数值通过电压输出单元输出给可编程运算电路4，可编程运算电路4将实际运行电压值与电力电容器5额定电压值进行比较，并根据比较结果向电力电容器5组发出跳闸命令或通过越限告警单元3进行告警。
下面结合本发明对本变电站母线和电容器运行电压综合测量方法做进一步说明：
如图2和图3所示，本发明所述的变电站母线和电容器运行电压综合测量方法，在本实施例中应用于图2所示的背景：
电力电容器5(组)C通过断路器QF6与母线相接，其回路包括断路器QF6，隔离开关QS7,电流互感器TA8，电抗器L9，电容器组C，电力电容器5(组)C还通过接地开关QG10接地；根据系统电压需求或变压器功率因数情况，通过控制断路器QF6的合闸与跳闸，起到投、切电容器组的目的。
将电抗器L9与电容器组C串联，可以有效抑制合闸涌流和限制三次及以上的谐波分量，减小冲击电流和谐波电流对电容器C的影响。
避雷器FV11与电容器组C并联，可以有效降低各类冲击过电压对电容器组造成的损害。
隔离开关QS7的作用是保证设备检修状态下有明显的断开点，方便检修维护；接地开关QG10的作用是在检修过程中回路可靠接地，保证工作人员人身安全。
变电站母线和电容器运行电压综合测量装置的电压互感器1通过隔离开关B直接接入母线测得母线电压数据U1。
具体的测量方法为：
(1)变电站母线和电容器运行电压综合测量装置启动后进行预处理，首先进行自检，自检错误给出故障信号，自检正常后，通过电压互感器1采集母线电压信号U2；
(2)根据公式U1＝U2/(1-K),实时计算，获取电力电容器5(组)运行电压值U1；
(3)将U1与电容器额定电压U0进行比较，若小于1.05倍，允许电力电容器5(组)长期运行，可编程运算电路4不向断路器发送跳闸信号；
(4)若U1与U0比值大于1.1倍，发出“电力电容器5运行电压高”报警信号，若该值保持每24小时内超过8小时，可向电力电容器5(组)出线断路器发出“跳闸”指令，断路器跳闸，装置返回初始状态；
(5)信号采集时间可以整定，一般大于0.5小时，小于1小时为佳，防止断路器频繁动作。

Claims (2)

1.一种变电站母线和电容器运行电压综合测量装置，包括电压互感器(1)，其特征在于，电压互感器(1)连接到电压检测单元(2)，电压检测单元(2)将检测到的电压数值通过电压输出单元输出给可编程运算电路(4)，可编程运算电路(4)将实际运行电压值与电力电容器(5)额定电压值进行比较，并根据比较结果向电力电容器(5)组发出跳闸命令或通过越限告警单元(3)进行告警。
2.一种应用于权利要求1所述的变电站母线和电容器运行电压综合测量装置的测量方法，其特征在于，将电压互感器(1)连接到母线，其具体方法为：
(1)变电站母线和电容器运行电压综合测量装置启动后进行预处理，首先进行自检，自检错误给出故障信号，自检正常后，通过电压互感器(1)采集母线电压信号U2；
(2)根据公式U1＝U2/(1-K),实时计算，获取电力电容器(5)(组)运行电压值U1；
(3)将U1与电容器额定电压U0进行比较，若小于1.05倍，允许电力电容器(5)(组)长期运行，可编程运算电路(4)不向断路器发送跳闸信号；
(4)若U1与U0比值大于1.1倍，发出“电力电容器(5)运行电压高”报警信号，若该值保持每24小时内超过8小时，可向电力电容器(5)(组)出线断路器发出“跳闸”指令，断路器跳闸，装置返回初始状态；
(5)信号采集时间可以整定，一般大于0.5小时，小于1小时为佳，防止断路器频繁动作。
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