CN110675003B - 一种智能电容器预警方法及其预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电容器的预警方法及其预警系统，涉及电力技术领域，包括如下步骤：获取智能电容器的运行参数，根据运行参数计算智能电容器的生命值，设置智能电容器的生命阈值，比较生命阈值和生命值，根据比较结果进行预警。本发明所公开的智能电容器的预警方法及其预警系统在智能电容器尚无故障但容值衰减超标时及时给与用户提示，为用户提供更换智能电容器的决策依据。

Description

一种智能电容器预警方法及其预警系统

【技术领域】

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种智能电容器的预警方法及其预警系统。

【背景技术】

随着互联网和工业物联网平台的广泛应用，无功补偿装置内的智能电容器的运行状态和运行参数都可以在平台上显示，只要有网络的地方我们可以在电脑中甚至智能手机上通过工业物联网平台随时随地观测到无功补偿装置内智能电容器是否投入、投入以后的电流、投入后的无功补偿效果以及设备故障等参数。而现有技术只能显示智能电容器的基础数据，只对设备故障进行报警，而对于容值衰减超标又没有故障的智能电容器不能进行判断是否更换，不能运用现有数据进行分析和预测智能电容器的生命值，不能为用户提前提供智能电容器更换的决策依据，没有充分利用平台强大的计算能力。

【发明内容】

为解决前述问题，本发明提供了一种智能电容器预警方法，在智能电容器尚无故障但容值衰减超标时及时给与用户提示，为用户提供更换智能电容器的决策依据。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能电容器预警方法，包括如下步骤：

获取智能电容器的运行参数，根据获取的运行参数计算智能电容器的生命值，设置智能电容器的生命阈值，比较智能电容器的生命阈值和计算得到的智能电容器的生命值，若智能电容器的生命值大于等于智能电容器的生命阈值，则不进行预警，若智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值，则进行预警。

进一步地，所述智能电容器为共补智能电容器时，所述运行参数包括共补智能电容器的标称电压、共补智能电容器运行时的内部电流值、共补智能电容器运行时电网的相间电压、共补智能电容器中电抗器的电抗率以及共补智能电容器标称容量，所述共补智能电容器的生命值计算式为：

其中，Ks为共补智能电容器的生命值，Un为共补智能电容器的标称电压，Ic为共补智能电容器运行时的内部电流值，Us为共补智能电容器运行时电网的相间电压，a为共补智能电容器中共补电抗器的电抗率，Qn为共补智能电容器的标称容量。

更进一步地，所述共补智能电容器内部具有单回路时，所述共补智能电容器的生命值为单回路中电容器的生命值；所述共补智能电容器内部具有双回路时，所述共补智能电容器的生命值为每个回路中电容器的生命值中的最小值。

更进一步地，所述共补智能电容器内部具有双回路时，所述共补智能电容器的生命值计算式中，参数Ic为相应回路的电流值，参数Qn为相应回路中电容器标称容量。

作为优选，所述智能电容器为分补智能电容器时，所述运行参数包括分补智能电容器中各相电容器的标称电压、分补智能电容器运行时各相的电流值、分补智能电容器运行时电网的各相间电压、分补智能电抗器中电抗器的电抗率以及分补智能电容器的标称容量，所述分补智能电容器的生命值计算式为：

其中，Ks’为分补智能电容器的生命值，Kfa、Kfb、Kfc分别为分补智能电容器中各相电容器的生命值，Uan、Ubn、Ucn分别为分补智能电容器中各相电容器的标称电压，Iac、Ibc、Icc分别为分补智能电容器运行时各相的电流值，Uas、Ubs、Ucs分别为分补智能电容器运行时电网的各相电压，a’为分补智能电容器中分补电抗器的电抗率，Qn’为分补智能电容器的标称容量。

作为优选，进行预警包括一级预警，所述一级预警为智能电容器投入使用后电路的功率因数不合格，且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时进行的预警。

作为优选，进行预警包括二级预警，所述二级预警为智能电容器投入使用后电路的功率因数合格，且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时进行的预警。

本发明所提供的方法具有如下有益效果：

本发明所提供的预警方法，对智能电容器的生命值进行实时计算，并及时提示用户、制造商正在使用的智能电容器的寿命情况，以便于用户、制造商及时知晓智能电容器的运行状况，为用户提供更换智能电容器的决策依据，在智能电容器无故障但容置衰减超标时及时采取相应措施。

本发明所提供的预警方法所计算出的生命值在实际应用中可以体现在月报和年报中，形成生命值的月衰减曲线和年衰减曲线，以便用户、制造商知道在当前的电网环境中智能电容器的衰减规律，做好衰减预测和提前做好智能电容器的更换计划。

此外，本发明还提供了一种智能电容器预警系统，所述智能电容器预警系统用以实现上述任意一项所述的智能电容器预警方法，包括：

参数获取模块，用以获取智能电容器的运行参数；

计算模块，用以根据获取的运行参数计算智能电容器的生命值；

显示模块，用以显示计算模块的计算结果；

判断模块，用以设置智能电容器的生命阈值，以及比较智能电容器的生命阈值和所述计算模块得到的智能电容器的生命值；

报警模块，根据所述判断模块的判断结果进行预警。

进一步地，所述计算模块还用以计算智能电容器投入使用后电路的功率因数，所述判断模块还用以判断功率因数是否合格。

更进一步地，所述功率因数不合格且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时，所述报警模块进行一级预警，所述功率因数合格且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时，所述报警模块进行二级预警。

本发明所提供的智能电容器预警系统与前述智能电容器预警方法的有益效果推理过程相似。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

【附图说明】

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一的流程图；

图2为本发明实施例二的流程图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例一

在现有技术中，低压智能电容器本体内部都是采用无感卷绕的金属化薄膜电容组芯，在通电运行过程中由于金属化薄膜的自愈特性，电容组芯的容量会不断衰减，当容量衰减到一定程度则会影响无功补偿的效果。

在不通电情况下，工程技术人员可以用电容容值测量仪来测量被测智能电容器的容值，通过与额定值的差判断是否满足标准。但在通电情况下，就只能采用测量被测电容器端子间电压电流的方式计算出被测智能电容器的容值。又因为在工程作业中习惯于用电容器的额定无功容量来代替具体容值，所以，也可以采用无功容量衰减运算来代替容值衰减运算，用电容器剩余的无功容量与额定无功容量的百分比作为智能电容器的生命值。

如图1所示，本实施例提供一种智能电容器预警方法，本实例中，智能电容器为共补智能电容器，包括如下步骤：

步骤S11：获取共补智能电容器的运行参数，包括共补智能电容器的标称电压、共补智能电容器运行时的内部电流值、共补智能电容器运行时电网的相间电压、共补智能电容器中电抗器的电抗率以及共补智能电容器标称容量，

步骤S12：根据获取的运行参数计算共补智能电容器的生命值，生命值计算式为：

其中，Ks为共补智能电容器的生命值，Un为共补智能电容器的标称电压，Ic为共补智能电容器运行时的内部电流值，Us为共补智能电容器运行时电网的相间电压，a为共补智能电容器中共补电抗器的电抗率，Qn为共补智能电容器的标称容量。

共补智能电容器分为内部具有单回路的共补智能电容器和内部具有双回路的共补智能电容器，当共补智能电容器为内部具有单回路的共补智能电容器时，共补智能电容器的生命值为单回路中电容器的生命值；

而当共补智能电容器为内部具有双回路的共补智能电容器时，共补智能电容器的生命值为每个回路中电容器的生命值中的最小值，进而，共补智能电容器内部具有双回路时，共补智能电容器的生命值计算式中，参数Ic为相应回路的电流值，参数Qn为相应回路中电容器标称容量。

步骤S13：设置共补智能电容器的生命阈值。按照国家标准GB/T12747.1规定：“实测电容和额定电容的差：对于100kvar及以下的单元和组应不超过-5％～10％”。智能电容器厂家出厂时的标准是0～+10％，同时有一年的保质期，也就是说，在现场环境通电运行一年以内，电容器在复杂电网环境中的年衰减率为小于等于额定容量的5％，这样，在一年质保期内，智能电容器是可以满足国家标准的。由于国家标准中并未规定智能电容器的衰减率以及衰减多少需要强制更换，所以，本领域技术人员需要根据现场实际的无功补偿是否能够满足功率因数达标来决定。因此，在本实例中，生命阈值设置为95％，当然，本领域技术人员也可根据现场情况和实际需要进行相应的调整，在此不做限定。

步骤S14：计算共补智能电容器投入使用后电路的功率因数，计算方法依照国家标准执行，属于本领域的现有技术，在此不做限定。

步骤S15：比较和预警：

比较共补智能电容器投入使用后电路的功率因数、共补智能电容器的生命阈值和计算得到的共补智能电容器的生命值：

如果功率因数不合格且生命值小于生命阈值时进行一级预警；

如果功率因数合格且生命值小于生命阈值时进行二级预警；

如果生命值大于等于生命阈值时不进行预警。

在这一步骤中，共补智能电容器投入使用后电路的功率因数合格与否，依照国家标准执行，属于本领域的现有技术，在此不做限定。

本实施例所提供的预警方法，对共补智能电容器的生命值进行实时计算，并及时提示用户、制造商正在使用的共补智能电容器的寿命情况，以便于用户、制造商及时知晓共补智能电容器的运行状况，为用户提供更换共补智能电容器的决策依据，在共补智能电容器无故障但容置衰减超标时及时采取相应措施。

本实施例所提供的共补智能电容器预警方法，其计算出的生命值在实际应用中可以体现在月报和年报中，形成生命值的月衰减曲线和年衰减曲线，以便用户、制造商知道在当前的电网环境中共补智能电容器的衰减规律，做好衰减预测和提前做好共补智能电容器的更换计划。

实施例二

本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，智能电容器为分补智能电容器，本实施例所提供的智能电容器预警方法包括如下步骤：

步骤S21：获取分补智能电容器的运行参数，包括分补智能电容器中各相电容器的标称电压、分补智能电容器运行时各相的电流值、分补智能电容器运行时电网的各相间电压、分补智能电抗器中电抗器的电抗率以及分补智能电容器的标称容量。

步骤S22：根据获取的运行参数计算分补智能电容器的生命值，生命值计算式为：

本实施例中，电路共有三相，分别为a相、b相和c相，以此类推的：

Kfa为分补智能电容器中a相电容器的生命值，

Kfb为分补智能电容器中b相电容器的生命值，

Kfc为分补智能电容器中c相电容器的生命值，

Uan为分补智能电容器中a相电容器的标称电压，

Ubn为分补智能电容器中b相电容器的标称电压，

Ucn为分补智能电容器中c相电容器的标称电压，

Iac为分补智能电容器运行时a相的电流值，

Ibc为分补智能电容器运行时b相的电流值，

Icc为分补智能电容器运行时c相的电流值，

Uas为分补智能电容器运行时a相电压，

Ubs为分补智能电容器运行时b相电压，

Ucs为分补智能电容器运行时c相电压，

Ks’为分补智能电容器的生命值，a’为分补智能电容器中分补电抗器的电抗率，Qn’为分补智能电容器的标称容量。

步骤S23：设置分补智能电容器的生命阈值。在本实例中，生命阈值的设置与实施例一相同，也为95％，当然，本领域技术人员也可根据现场情况和实际需要进行相应的调整，在此不做限定。

步骤S24：计算分补智能电容器投入使用后电路的功率因数，计算方法依照国家标准执行，属于本领域的现有技术，在此不做限定。

步骤S25：比较和预警：

比较分补智能电容器投入使用后电路的功率因数、分补智能电容器的生命阈值和计算得到的分补智能电容器的生命值：

如果功率因数不合格且生命值小于生命阈值时进行一级预警；

如果功率因数合格且生命值小于生命阈值时进行二级预警；

如果生命值大于等于生命阈值时不进行预警。

在这一步骤中，分补智能电容器投入使用后电路的功率因数合格与否，依照国家标准执行，属于本领域的现有技术，在此不做限定。

本实施例所提供的预警方法，对分补智能电容器的生命值进行实时计算，并及时提示用户、制造商正在使用的分补智能电容器的寿命情况，以便于用户、制造商及时知晓分补智能电容器的运行状况，为用户提供更换分补智能电容器的决策依据，在分补智能电容器无故障但容置衰减超标时及时采取相应措施。

本实施例所提供的分补智能电容器预警方法，其计算出的生命值在实际应用中可以体现在月报和年报中，形成生命值的月衰减曲线和年衰减曲线，以便用户、制造商知道在当前的电网环境中分补智能电容器的衰减规律，做好衰减预测和提前做好分补智能电容器的更换计划。

实施例三

本实施例提供了一种智能电容器预警系统，用以实现实施例一或实施例二的智能电容器预警方法，包括：

参数获取模块，用以获取智能电容器的运行参数；

计算模块，用以根据获取的运行参数计算智能电容器的生命值，以及计算智能电容器投入使用后电路的功率因数；

显示模块，用以显示计算模块的计算结果；

判断模块，用以设置智能电容器的生命阈值，以及比较智能电容器的生命阈值和计算模块得到的智能电容器的生命值，还用以判断功率因数是否合格；

报警模块，根据判断模块的判断结果进行预警，功率因数不合格且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时，报警模块进行一级预警，功率因数合格且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时，报警模块进行二级预警。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (8)

1.一种智能电容器预警方法，其特征在于：所述智能电容器预警方法包括如下步骤：

获取智能电容器的运行参数，根据获取的运行参数计算智能电容器的生命值，设置智能电容器的生命阈值，比较智能电容器的生命阈值和计算得到的智能电容器的生命值，若智能电容器的生命值大于等于智能电容器的生命阈值，则不进行预警，若智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值，则进行预警，具体地：

所述智能电容器为共补智能电容器时，所述运行参数包括共补智能电容器的标称电压、共补智能电容器运行时的内部电流值、共补智能电容器运行时电网的相间电压、共补智能电容器中共补电抗器的电抗率以及共补智能电容器的标称容量，所述共补智能电容器的生命值计算式为：

其中，Ks为共补智能电容器的生命值，Un为共补智能电容器的标称电压，Ic为共补智能电容器运行时的内部电流值，Us为共补智能电容器运行时电网的相间电压，a为共补智能电容器中共补电抗器的电抗率，Qn为共补智能电容器的标称容量；

所述智能电容器为分补智能电容器时，所述运行参数包括分补智能电容器中各相电容器的标称电压、分补智能电容器运行时各相的电流值、分补智能电容器运行时电网的各相间电压、分补智能电容器中分补电抗器的电抗率以及分补智能电容器的标称容量，所述分补智能电容器的生命值计算式为：

其中，Ks’为分补智能电容器的生命值，Kfa、Kfb、Kfc分别为分补智能电容器中各相电容器的生命值，Uan、Ubn、Ucn分别为分补智能电容器中各相电容器的标称电压，Iac、Ibc、Icc分别为分补智能电容器运行时各相的电流值，Uas、Ubs、Ucs分别为分补智能电容器运行时电网的各相电压，a’为分补智能电容器中分补电抗器的电抗率，Qn’为分补智能电容器的标称容量。

2.根据权利要求1所述的智能电容器预警方法，其特征在于：所述共补智能电容器内部具有单回路时，所述共补智能电容器的生命值为单回路中电容器的生命值；所述共补智能电容器内部具有双回路时，所述共补智能电容器的生命值为每个回路中电容器的生命值中的最小值。

3.根据权利要求2所述的智能电容器预警方法，其特征在于：所述共补智能电容器内部具有双回路时，所述共补智能电容器的生命值计算式中，参数Ic为相应回路的电流值，参数Qn为相应回路中电容器的标称容量。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的智能电容器预警方法，其特征在于：进行预警包括一级预警，所述一级预警为智能电容器投入使用后电路的功率因数不合格，且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时进行的预警。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的智能电容器预警方法，其特征在于：进行预警包括二级预警，所述二级预警为智能电容器投入使用后电路的功率因数合格，且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时进行的预警。

6.一种智能电容器预警系统，其特征在于，所述智能电容器预警系统用以实现权利要求1至5中任意一项所述的智能电容器预警方法，包括：

参数获取模块，用以获取智能电容器的运行参数；

计算模块，用以根据获取的运行参数计算智能电容器的生命值；

显示模块，用以显示计算模块的计算结果；

判断模块，用以设置智能电容器的生命阈值，以及比较智能电容器的生命阈值和所述计算模块得到的智能电容器的生命值；

报警模块，根据所述判断模块的判断结果进行预警。

7.根据权利要求6所述的智能电容器预警系统，其特征在于：所述计算模块还用以计算智能电容器投入使用后电路的功率因数，所述判断模块还用以判断功率因数是否合格。

8.根据权利要求7所述的智能电容器预警系统，其特征在于：所述功率因数不合格且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时，所述报警模块进行一级预警，所述功率因数合格且智能电容器的生命值小于智能电容器的生命阈值时，所述报警模块进行二级预警。

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