CN111146783A - 一种电容器组不平衡电流智能调平方法及装置 - Google Patents

一种电容器组不平衡电流智能调平方法及装置 Download PDF

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张科
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Abstract

本申请涉及一种电容器组不平衡电流智能调平方法及装置，其方法包括：根据所述电容器组建立电容器模型，按照各电容器空间位置关系对每只所述电容器按顺序一一赋予编号；根据所述电容器编号顺序逐个测量每个所述电容器容量；根据每个所述电容器容量和所述电容器空间位置关系进行电容量调平计算获得电容器调整方案，以使两个对角桥臂乘积趋近或相同；根据所述电容器调整方案调整所述电容器。本发明通过预先建立模型，继而通过无线电容量测量对每只电容器进行电容量的测量，并将数据无线传输至模型相对应位置，然后依据模型参数情况进行自动计算，可根据工程的需求提供不同的调平方案，最终由工作人员根据工程实际情况制定人工调平方案。

Description

一种电容器组不平衡电流智能调平方法及装置
技术领域
本申请涉及电力电容器不平衡电流调平试验，尤其是涉及一种电容器组不平衡电流智能调平方法及装置。
背景技术
交直流变电站串、并联电容器组是电力系统非常重要的无功补偿装置，对于保障电力系统的无功平衡、提高电能质量具有重要的作用。
对于高压电容器组而言，一般为采用四个桥臂组成的H桥结构，并在四个桥臂中间配置电流互感器进行不平衡电流的测量，当四个桥臂完全平衡时，通过电流互感器的电流为0。但在实际应用过程中，当桥臂电容值相差较大时，在运行过程中流过每个桥臂的电流将会不同，当某个桥臂电流过大时，本支路该臂各只电容器将承受较高的运行电压，影响电容器的正常运行和使用寿命，同时也会造成滤波器组实际的滤波性能偏离设定性能，产生失谐现象，进而影响其滤波性能效果和无功补偿能力。
对于电容器组而言，通过在其桥臂中间接入电流互感器测量不平衡电流，可以间接的对桥臂平衡状况进行监视，当四个桥臂不平衡发展到一定程度时，不平衡电流超过设限定值，保护动作将切除本组故障装置，以保护电力设备的安全。当不平衡电流超标时，通常需要对电容器组中的电容器进行更换，或者重新进行排列，以确保四个桥臂的平衡。在已经应用的电容器组中，将已经安装排列好的所有电容器进行重新排列，由于备品备件的电容量值有限，而现有的电容器设备比较笨重，逐渐通过人工搬运尝试调整更换不同的电容器值实现四个桥臂的平衡工程量巨大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中对桥臂电流不平衡的电容器组智能计算和调平效率的不足，从而提供一种可以准确高效提供调平方案及进行调平的的电容器组不平衡电流智能调平方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电容器组不平衡电流智能调平方法，包括：
根据所述电容器组建立电容器模型，按照各电容器空间位置关系对每只所述电容器按顺序一一赋予编号；
根据所述电容器编号顺序逐个测量每个所述电容器容量；
根据每个所述电容器容量和所述电容器空间位置关系进行电容量调平计算获得电容器调整方案，以使两个对角桥臂乘积趋近或相同；
根据所述电容器调整方案调整所述电容器。
在其中一个实施例中，所述根据所述电容器组建立电容器模型，具体包括，
根据并联电容器装置串、并联电容器数量及所述电容器彼此连接关系建立所述电容器模型。
在其中一个实施例中，所述根据所述电容器组建立电容器模型，具体包括，
所述电容器组以建立矩阵的方式建立所述电容器模型。
在其中一个实施例中，所述根据所述电容器编号顺序逐个测量每个所述电容器容量，具体包括，每个所述电容器容量经多次测量，并将最后测量结果覆盖之前的测量结果。
在其中一个实施例中，所述电容器容量为低电压信号。
一种电容器组不平衡电流智能调平装置，包括：
建模模块，用于根据所述电容器组建立电容器模型，按照各电容器空间位置关系对每只所述电容器按顺序一一赋予编号；
电容量测量模块，用于根据所述电容器编号顺序逐个测量每个所述电容器容量；
运算模块，用于根据每个所述电容器容量和所述电容器空间位置关系进行电容量调平计算获得电容器调整方案，以使两个对角桥臂乘积趋近或相同；
输入模块，用于根据所述电容器调整方案调整所述电容器。
在其中一个实施例中，还包括：模数转换器、无线发射模块、无线接收模块和逻辑模块，所述模数转换器分别连接所述电容量测量模块和所述无线发射模块，所述逻辑模块分别连接所述运算模块和所述无线接收模块，所述电容量测量模块测得的所述电容器容量数据通过所述模数转换器由模拟信号转换为数字信号并通过无线发射模块发出，所述无线接收模块接收所述数字信号并传输至所述逻辑模块，所述逻辑模块将所述数字信号与所述电容器编号对应并录入所述运算模块。
在其中一个实施例中，所述电容器组不平衡电流智能调平装置包括互相独立设置的电容量采集单元和主机单元，所述电容量采集单元包括所述电容量测量模块、模数转换器和无线发射模块，所述主机单元包括无线接收模块、建模模块、逻辑模块、运算模块和输入模块。
在其中一个实施例中，所述主机单元还包括与所述运算模块连接的显示器，所述电容器调整方案通过所述显示器显示。
在其中一个实施例中，所述主机单元还包括为主机单元供电的电池或充电器。
本发明的有益效果是：通过预先建立模型，继而通过无线电容量测量对每只电容器进行电容量的测量，并将数据无线传输至模型相对应位置，然后依据模型参数情况进行自动计算，可根据工程的需求提供不同的调平方案，最终由工作人员根据工程实际情况制定人工调平方案，节省了人工、备品备件及时间成本，极大地提高了工作人员施工的工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例电容器组不平衡电流智能调平方法的流程步骤图；
图2是本申请实施例的电容器组不平衡电流智能调平装置主机单元示意图；
图3是本申请实施例的电容器组不平衡电流智能调平装置电容量采集单元；
图4是本申请实施例的电容器组不平衡电流智能调平装置工作状态示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
请参考图1，一种电容器组不平衡电流智能调平方法，包括：
步骤100，根据电容器组建立电容器模型，按照各电容器空间位置关系对每只电容器按顺序一一赋予编号；
步骤200，根据电容器编号顺序逐个测量每个电容器容量；
步骤300，根据每个电容器容量和电容器空间位置关系进行电容量调平计算获得电容器调整方案，以使两个对角桥臂乘积趋近或相同；
步骤400，根据电容器调整方案调整电容器。
在其中一个实施例中，步骤100中根据电容器组建立电容器模型，具体包括：根据并联电容器装置串、并联电容器数量及电容器彼此连接关系建立电容器模型。
在其中一个实施例中，步骤100中根据电容器组建立电容器模型，具体包括：电容器组以建立矩阵的方式建立电容器模型。
在其中一个实施例中，步骤200中根据电容器编号顺序逐个测量每个电容器容量，具体包括：每个电容器容量经多次测量，并将最后测量结果覆盖之前的测量结果。
为了方便进行模数转换，在其中一个实施例中，电容器容量为低电压信号。
请进一步参考图2及图3，本申请还公开一种电容器组不平衡电流智能调平装置，包括：
建模模块22，用于根据电容器组建立电容器模型，按照各电容器空间位置关系对每只电容器按顺序一一赋予编号；
电容量测量模块11，用于根据电容器编号顺序逐个测量每个电容器容量；
运算模块24，用于根据每个电容器容量和电容器空间位置关系进行电容量调平计算获得电容器调整方案，以使两个对角桥臂乘积趋近或相同；
输入模块25，用于根据电容器调整方案调整电容器。
在其中一个实施例中，电容器组不平衡电流智能调平装置还包括：模数转换器12、无线发射模块13、无线接收模块21和逻辑模块23，模数转换器12分别连接电容量测量模块11和无线发射模块13，逻辑模块23分别连接运算模块24和无线接收模块21，电容量测量模块11测得的电容器容量数据通过模数转换器12由模拟信号转换为数字信号并通过无线发射模块13发出，无线接收模块21接收数字信号并传输至逻辑模块23，逻辑模块23将数字信号与电容器编号对应并录入运算模块24。
在其中一个实施例中，电容器组不平衡电流智能调平装置包括互相独立设置的电容量采集单元10和主机单元20，电容量采集单元10包括电容量测量模块11、模数转换器12和无线发射模块13，主机单元20包括无线接收模块21、建模模块22、逻辑模块23、运算模块24和输入模块25。
在其中一个实施例中，主机单元20还包括与运算模块24连接的显示器26，电容器调整方案通过显示器26显示。
在其中一个实施例中，主机单元20还包括为主机单元20供电的电池或充电器27。
在其中一个实施例中，电容器组不平衡电流智能调平装置包括电容量采集单元10、主机单元20两个部分。电容量采集单元10用来采集电容器组的每只电容量数据，为主机单元20的建模及运算决策提供依据。电容量采集单元10的组成包括电容测量模块11、模数转换器12、无线发射模块13。工作人员通过电容量采集单元10对电容器组上每只电容器按照规定顺序逐个进行测量，电容量数据通过模数转换器12由模拟信号转为数字信号后，经过无线发射模块13将测量结果发送给主机单元20。
主机单元20包括无线接收模块21、建模模块22、逻辑模块23、运算模块24、输入模块25及显示器26、电池/充电器27构成。请进一步参考图4，图4中以8个(不限于此数量)被测电容器组电容单元为例，下方依次电容量采集单元、和计算机，计算机包括有主机单元20，显示器26和键盘作为输出和输入设备。主机单元20的工作原理及工作步骤如下：
建模。在准备对一台桥臂不平衡的并联电容器装置调平前，打开主机，由建模模块22负责先根据并联电容器装置串、并联电容器数量情况及电容器彼此之间的连接情况进行模型的建立，比如典型的五并四串并联电容器装置，可以由建模模块22以建立矩阵的方式建立起电容器矩阵模型，再根据实际情况，建立每个串联段电容器的实际连接情况。同时，建模模块22在建立电容器矩阵模型中会按照电容器空间位置关系，对每只电容器按顺序一一赋予编号，如1-1、1-2、1-3、2-1、2-2等等，该步骤也可以根据工作人员自身要求利用输入模块25进行手动设置。
测量及录入。在主机单元20建立好电容器矩阵模型并一一编号后，由工作人员使用电容量采集单元10对电容器组上每只电容器按照规定编号顺序，逐个进行测量，每进行一只电容器电容量的测量，电容量数据通过模数转换器12由模拟信号转为数字信号后，经过无线发射模块13将测量结果发送给主机单元20，主机单元20通过逻辑模块23将数字信号与该编号对应，并经工作人员手动确认后，完成模型上该电容器电容量的录入。上述步骤可以对同一只电容器反复进行，工作人员确认该电容器编号位置无误后，可点击覆盖之前测量结果，完成电容器电容量的录入。
运算及决策。在完成该桥臂不平衡的并联电容器装置所有电容器电容量的测量及录入后，主机单元20的运算模块24将依据模型录入数据的结果，根据相应的算法进行电容量调平的计算，由于不平衡电流的值与对角桥臂电容值乘积之差密切相关，当两个对角桥臂乘积近似相等时，不平衡电流值近似为0，因此计算的指向为如何调整电容器以达到两个对角桥臂乘积近似相等的效果。不同的工作人员需求亦导致计算方式及计算结果的差异，例如根据并联电容器装置上现有的电容器计算出需要调整大量电容器的调平效果最好但工程量较大相对费时的方案、或者根据备品备件的情况计算出可能仅需更换一只电容器的调平效果符合要求但工程量较小相对省时的方案、或者是仅若干只电容器调整达到效果的折中方案。方案选取导向包括以调平效果为导向、以工作量为导向、折中导向。主机单元20将不同的运算后方案通过显示器26呈现给工作人员，例如方案为：1-1与2-5进行调换、3-4与7-2进行调换，调换后两个对角桥臂乘积近似相等(或者两个对角桥臂乘积的差值与不平衡电流系数的乘积在极小范围内)，由工作人员通过输入模块25手动设置或选择。
本发明的有益效果是：通过预先建立模型，继而通过无线电容量测量对每只电容器进行电容量的测量，并将数据无线传输至模型相对应位置，然后依据模型参数情况进行自动计算，可根据工程的需求提供不同的调平方案，最终由工作人员根据工程实际情况制定人工调平方案，节省了人工、备品备件及时间成本，极大地提高了工作人员施工的工作效率。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种电容器组不平衡电流智能调平方法，其特征在于，包括：
根据所述电容器组建立电容器模型，按照各电容器空间位置关系对每只所述电容器按顺序一一赋予编号；
根据所述电容器编号顺序逐个测量每个所述电容器容量；
根据每个所述电容器容量和所述电容器空间位置关系进行电容量调平计算获得电容器调整方案，以使两个对角桥臂乘积趋近或相同；
根据所述电容器调整方案调整所述电容器。
2.根据权利要求1所述的电容器组不平衡电流智能调平方法，其特征在于，所述根据所述电容器组建立电容器模型，具体包括，
根据并联电容器装置串、并联电容器数量及所述电容器彼此连接关系建立所述电容器模型。
3.根据权利要求1所述的电容器组不平衡电流智能调平方法，其特征在于，所述根据所述电容器组建立电容器模型，具体包括，
所述电容器组以建立矩阵的方式建立所述电容器模型。
4.根据权利要求1所述的电容器组不平衡电流智能调平方法，其特征在于，所述根据所述电容器编号顺序逐个测量每个所述电容器容量，具体包括，每个所述电容器容量经多次测量，并将最后测量结果覆盖之前的测量结果。
5.根据权利要求1所述的电容器组不平衡电流智能调平方法，其特征在于，所述电容器容量为低电压信号。
6.一种电容器组不平衡电流智能调平装置，其特征在于，包括：
建模模块(22)，用于根据所述电容器组建立电容器模型，按照各电容器空间位置关系对每只所述电容器按顺序一一赋予编号；
电容量测量模块(11)，用于根据所述电容器编号顺序逐个测量每个所述电容器容量；
运算模块(24)，用于根据每个所述电容器容量和所述电容器空间位置关系进行电容量调平计算获得电容器调整方案，以使两个对角桥臂乘积趋近或相同；
输入模块(25)，用于根据所述电容器调整方案调整所述电容器。
7.根据权利要求6所述的电容器组不平衡电流智能调平装置，其特征在于，还包括：模数转换器(12)、无线发射模块(13)、无线接收模块(21)和逻辑模块(23)，所述模数转换器分别连接所述电容量测量模块(11)和所述无线发射模块(13)，所述逻辑模块分别连接所述运算模块(24)和所述无线接收模块(21)，所述电容量测量模块测得的所述电容器容量数据通过所述模数转换器由模拟信号转换为数字信号并通过无线发射模块发出，所述无线接收模块接收所述数字信号并传输至所述逻辑模块，所述逻辑模块将所述数字信号与所述电容器编号对应并录入所述运算模块。
8.根据权利要求7所述的电容器组不平衡电流智能调平装置，其特征在于，所述电容器组不平衡电流智能调平装置包括互相独立设置的电容量采集单元(10)和主机单元(20)，所述电容量采集单元包括所述电容量测量模块(11)、模数转换器(12)和无线发射模块(13)，所述主机单元包括无线接收模块(21)、建模模块(22)、逻辑模块(23)、运算模块(24)和输入模块(25)。
9.根据权利要求8所述的电容器组不平衡电流智能调平装置，其特征在于，所述主机单元(20)还包括与所述运算模块(24)连接的显示器(26)，所述电容器调整方案通过所述显示器显示。
10.根据权利要求8所述的电容器组不平衡电流智能调平装置，其特征在于，所述主机单元(20)还包括为主机单元(20)供电的电池或充电器(27)。
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