CN108134395A - 一种串补阻尼电抗器异常检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种串补阻尼电抗器异常检测方法，包括如下步骤：首先采集检测电路上的电流；其次设置参考对比值和区间时间，当采集的电流突变量大于参考对比值，且持续时间达到区间时间时，启动异常计算逻辑，否则重新采集检测电路上的电流；再者设定固定频率和偏差定值，当异常计算逻辑值与固定频率偏差大于偏差定值判定电抗器异常，启动执行步骤，否则重新采集检测电路上的电流；本发明通过放电电流频率的异常来判断阻尼回路中的电抗器是否有异常，能够及时准确的通过电流频率异常的检测电抗器故障，并且可以通知运行人员及时对设备进行维护，防止异常范围扩大损坏其他主设备。
Description
技术领域
本发明涉及串联补偿技术领域，具体为一种串补阻尼电抗器异常检测方法。
背景技术
随着我国经济社会的发展，对电网的送电容量需求越来越大。串联补偿电容器(简称串补)作为提高长距离线路输电能力的手段在我国的电网规划中越来越受到各方的关注，近年来我国在超高压电网中加大了串补设备的应用。串补具有占耕地少、工程量小等特点，其投资效益比具有明显的优势。串补一般由电容器、氧化锌限压器、火花间隙、旁路开关、阻尼回路组成，其中电容器和氧化锌限压器并联，火花间隙与旁路开关并联后与阻尼回路串联再与电容器串联。
目前，对于串补的保护系统中对一次设备中的电容器、氧化锌避雷器、火花间隙、旁路开关都有较全面的保护功能，电容器组一般配置过负荷、不平衡保护，氧化锌避雷器一般配置过流、能量、温度等保护，火花间隙一般配置自触发、持续触发、延时或拒触发等保护，但还缺少对阻尼回路的保护。阻尼回路的主要作用是当系统发生故障，火花间隙或旁路开关导通后，电容器通过阻尼回路进行放电，对电容器和火花间隙等设备是一个重要的保护设备。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种串补阻尼电抗器异常检测方法，实现串补阻尼回路异常检测，保护串补主设备，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种串补阻尼电抗器异常检测方法，包括如下步骤：
S100、采集检测电路上的电流；
S200、设置参考对比值和区间时间，当采集的电流突变量大于参考对比值，且持续时间达到区间时间时，启动异常计算逻辑；
否则返回步骤S100；
S300、设定固定频率和偏差定值，当异常计算逻辑值与固定频率偏差大于偏差定值判定电抗器异常，启动执行步骤；
否则返回步骤S100。
作为本发明一种优选的技术方案，所述检测电路上的电流包括电容器组、火花间隙或旁路开关上的电流。
作为本发明一种优选的技术方案，所述检测电路还包括阻尼电路，所述阻尼回路由电阻器和电抗器并联组成，且火花间隙和旁路开关并联组成并联支路，所述阻尼回路和并联支路串联形成第一回路，所述第一回路并联连接有限压器和电容器组。
作为本发明一种优选的技术方案，所述电阻器由线性电阻与非线性电阻串联组成或由线性电阻与放电间隙组成。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S200中，电流突变量具体为电容器组电流幅值、火花间隙电流幅值或旁路开关电流幅值中的任意一种。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S200中，异常计算逻辑的具体步骤为：
S201、测量三个相邻过零点的电流，并计算相邻三个过零点之间的时间；
S202、根据测量时间计算电流的频率。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S300中，执行步骤具体包括告警或跳闸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过放电电流频率的异常来判断阻尼回路中的电抗器是否有异常，能够及时准确的通过电流频率异常的检测电抗器故障，并且可以通知运行人员及时对设备进行维护，防止异常范围扩大损坏其他主设备。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明异常检测流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，高压系统中应用的串联补偿电容器由三个并联支路组成，其中第一个并联支路为电容器组、第二个并联支路为氧化锌避雷器、第三并联支路由火花间隙与旁路开关并联再与阻尼回路串联组成，所述阻尼回路由电阻器和电抗器并联组成，电阻器由线性电阻与非线性电阻串联组成或由线性电阻与放电间隙组成，因此，在串联补充的测量系统中，应当在电容器组支路、氧化锌避雷器支路、火花间隙或旁路开关支路设置电流互感器。
因此根据上述，首先应当说明的是，在本实施方式中，检测电路指的是：电容器组、火花间隙和旁路开关三个并联支路组成的并联电路，在本实施方式中，体积的检测电路具体可以是上述三个并联电路中的任意一个或者多个。
如图2所示，本发明提供了一种串补阻尼电抗器异常检测方法，具体包括如下步骤：
步骤S100、采集检测电路上的电流。
其中，所述检测电路上的电流包括电容器组、火花间隙或旁路开关上的电流，并且在后续计算步骤中，认定相邻上述三处的测量点均为过零点，为了保证后续计算的必要，在测量的过程中，应当选择相邻的三个过零点进行测量。
步骤S200、设置参考对比值和区间时间，当采集的电流突变量大于参考对比值，且持续时间达到区间时间时，启动异常计算逻辑；
否则返回步骤S100。
在本实施方式中，所述电流突变量具体为电容器组电流幅值、火花间隙电流幅值或旁路开关电流幅值中的任意一种。
进一步地，在检测电路中，检测电流的瞬时值及斜率大于参考对比值，且持续时间达到定值之后，也应当启动异常计算逻辑。
需要说明的是，如何以电流斜率来快速识别故障信号：
当线路发生短路故障时，故障电流可以表示为 其中ISDC和ISAC分别为故障电流的直流分量和交流分量，ζ为故障电流直流分量的时间常数，e为自然常数，ω为电流频率，φ为相位，t为时间。
故障时刻的故障电流的瞬时值应该远小于故障电流的稳态故障：
其中iL为线路的负载电流，则有 在故障瞬间，忽略直流分量的衰减，则有diS/dt＝-ωISACsin(ωt+φ)。根据上式，当故障发生时φ＝90°，用di/dt表示故障信号快速识别判断可以迅速判断故障位置。而从上述式中，线路电流斜率主要指的是线路电流中工品分量的斜率，以电流斜率为判别依据主要目的是缩短故障信号的识别时间，进而缩短执行步骤的响应时间。
异常计算逻辑的具体步骤为：
步骤S201、测量三个相邻过零点的电流，并计算相邻三个过零点之间的时间；
步骤S202、根据测量时间计算电流的频率。
步骤S300、设定固定频率和偏差定值，当异常计算逻辑值与固定频率偏差大于偏差定值判定电抗器异常，启动执行步骤；
否则返回步骤S100。
当根据异常计算逻辑所得的频率结果与规定频率之间的偏差大于偏差定值之后，则判定电抗器异常，进而判定阻尼回路异常一次，并相应的启动执行步骤，而在本实施方式中，所述的执行步骤包括告警或跳闸。
在检测的过程中，当阻尼回路中的电抗器发生故障时，阻尼电路的放电频率将会变大，因此，在实际的检测中，为了提高异常计算逻辑的效率，应设置最低的电流频率，当进行换算后的检测电流频率低于该值时，将直接跳过后续步骤，不再进行判断和计算，直接进入下一回次的检测。
而且还需要说明的是，当阻尼回路中的电抗器发生故障时，阻尼电路的阻尼效果就会变差，导致电路中的电流频率发生变化，根据电流频率的变化可以即时判断阻尼电路中电抗器发生故障的数量。
为了能够通过电流频率的变化来确定电抗器故障的具体情况，就必须要备份整个电路无故障的电流频率数据，也就是在本实施方式中的设定的固定频率，当然，在实际的应用，为了确保系统误差不对测量结果造成影响，在设定固定频率的时候需要考虑这部分的因素进行适当的上浮，而浮动的范围将根据实际的电路情况进行选择，一般浮动范围不大于无故障电路电流变频的5％。
综上所述，本发明所提供的阻尼电抗器异常检测的方法具体有以下几种：
实施例1：
步骤S100、采集电容器组支路上的电流；
步骤S200、设置参考对比值和区间时间，当采集的电流突变量大于参考对比值，且持续时间达到区间时间时，启动异常计算逻辑；
否则返回步骤S100。；
步骤S300、设定固定频率和偏差定值，当异常计算逻辑值与固定频率偏差大于偏差定值判定电抗器异常，启动执行步骤；
否则返回步骤S100。
实施例2：
步骤S100、采集火花间隙支路上的电流。
步骤S200、设置参考对比值和区间时间，当采集的电流突变量大于参考对比值，且持续时间达到区间时间时，启动异常计算逻辑；
否则返回步骤S100。
步骤S300、设定固定频率和偏差定值，当异常计算逻辑值与固定频率偏差大于偏差定值判定电抗器异常，启动执行步骤；
否则返回步骤S100。
实施例3：
步骤S100、采集旁路开关支路上的电流。
步骤S200、设置参考对比值和区间时间，当采集的电流突变量大于参考对比值，且持续时间达到区间时间时，启动异常计算逻辑；
否则返回步骤S100。
步骤S300、设定固定频率和偏差定值，当异常计算逻辑值与固定频率偏差大于偏差定值判定电抗器异常，启动执行步骤；
否则返回步骤S100。
需要补充说明的是，在发生故障时，检测电容器经阻尼回路放电，进而产生电流频率，如果放电电流与设计的放电电流频率之间存在偏差，且偏差达到设定的偏差定值时，表明阻尼回路中的电抗器存在异常，可及时通知运行人员对电抗器进行维护检修，保证事故范围不再扩大，进而保护其他主设备运行安全。
综上所述，本发明的主要特点在于：本发明通过放电电流频率的异常来判断阻尼回路中的电抗器是否有异常，能够及时准确的通过电流频率异常的检测电抗器故障，并且可以通知运行人员及时对设备进行维护，防止异常范围扩大损坏其他主设备。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种串补阻尼电抗器异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、采集检测电路上的电流；
S200、设置参考对比值和区间时间，当采集的电流突变量大于参考对比值，且持续时间达到区间时间时，启动异常计算逻辑；
否则返回步骤S100；
S300、设定固定频率和偏差定值，当异常计算逻辑值与固定频率偏差大于偏差定值判定电抗器异常，启动执行步骤；
否则返回步骤S100。
2.根据权利要求1所述的一种串补阻尼电抗器异常检测方法，其特征在于，所述检测电路上的电流包括电容器组、火花间隙或旁路开关上的电流。
3.根据权利要求2所述的一种串补阻尼电抗器异常检测方法，其特征在于，所述检测电路还包括阻尼回路，所述阻尼回路由电阻器和电抗器并联组成，且火花间隙和旁路开关并联组成并联支路，所述阻尼回路和并联支路串联形成第一回路，所述第一回路并联连接有限压器和电容器组。
4.根据权利要求3所述的一种串补阻尼电抗器异常检测方法，其特征在于，所述电阻器由线性电阻与非线性电阻串联组成或由线性电阻与放电间隙组成。
5.根据权利要求1所述的一种串补阻尼电抗器异常检测方法，其特征在于，在步骤S200中，电流突变量具体为电容器组电流幅值、火花间隙电流幅值或旁路开关电流幅值中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种串补阻尼电抗器异常检测方法，其特征在于，在步骤S200中，异常计算逻辑的具体步骤为：
S201、测量三个相邻过零点的电流，并计算相邻三个过零点之间的时间；
S202、根据测量时间计算电流的频率。
7.根据权利要求1所述的一种串补阻尼电抗器异常检测方法，其特征在于，在步骤S300中，执行步骤具体包括告警或跳闸。
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