一种电容器不平衡电流的调节装置及方法与流程

1.本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别是涉及一种电容器不平衡电流的调节装置及方法。


背景技术：

2.交流滤波器是换流站的重要组成部分，用于滤除直流控制系统产生的谐波，以提高电能质量，同时可以为电力系统提供无功功率，以提高电力系统稳定性。现有技术中一般把电容器分成四组大小相同的部分，用h型接线连接起来，如图1所示。在正常情况下由于四组电容器值大小相同，中间的桥接线上没有电流流过，即在理想情况下，交流滤波器的电容器组中的不平衡电流为0。当电容器发生击穿或者熔丝熔断等情况发生之后，桥上就流过了不平衡电流。
3.检修人员通过测单只电容器电容值是否超标判断故障电容器，更换电容值超标的故障电容器后投入运行，结果发现有时新电容器更换后保护装置不平衡电流值很大，几乎接近保护报警值；有时运行中保护装置出现电容器不平衡电流报警后，申请停电处理，现场电容器电容值确均未超标，均合格。现场人员总结发现，即使电容器塔上全部为合格电容器，也不能完全保证电容器塔桥臂平衡。此外，在更换或对调电容器时需要拆装电容器引线，若操作不当会导致瓷瓶漏油或接触不良发热等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种电容器不平衡电流的调节装置及方法，能够快速提供电容器调整方案，有效降低交流滤波器投运后不平衡电流值。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种电容器不平衡电流的调节装置，应用于一种h型接线的电容器组，包括：
7.电流探测模块，用于获取所述电容器组的不平衡电流的试验目标值；
8.电容模块，分别与所述电流探测模块和所述电容器组连接，用于将第一调节电容并联在所述电容器组的任意一个桥臂的任意一只电容上，并对所述电容器组进行加压；
9.第一动作模块，与所述电容模块连接，用于判断所述不平衡电流的当前电流值是否降低，若是，则在所述第一调节电容上并联第二调节电容，若否，则在所述任意一个桥臂的对称桥臂的任意一只电容上并联所述第二调节电容；
10.第二动作模块，分别与所述第一动作模块和所述电容模块连接，用于判断所述当前电流值是否小于所述试验目标值，若否，则增加所述第二调节电容的数量，直到所述当前电流值大于或等于所述试验目标值；
11.计算模块，分别与所述第一动作模块和所述第二动作模块连接，用于计算并联的所述第二调节电容和所述第一调节电容的总电容值；
12.调整模块，分别与所述计算模块和所述电容器组连接，用于根据所述总电容值对所述电容器组的电容进行调整。
13.优选地，所述电流探测模块包括：
14.电流电压探测单元，用于记录检修前的不平衡电流的初始电流值、交流滤波器所在母线电压和不平衡电流标准值；
15.加压单元，分别与所述电流电压探测单元和所述电容器组连接，用于对所述电容器组进行加压测量，得到不平衡电流的加压试验值，并记录所述加压测量的试验电压；
16.目标计算单元，分别与电流电压探测单元和所述加压单元连接，用于根据所述初始电流值、所述交流滤波器所在母线电压、所述不平衡电流标准值、所述加压试验值和所述试验电压确定所述试验目标值。
17.优选地，所述目标计算单元包括：
18.第一计算子单元，用于根据所述交流滤波器所在母线电压和所述试验电压计算第一比例系数；
19.第二计算子单元，与所述第一计算子单元连接，用于根据所述初始电流值和所述加压试验值计算第二比例系数；
20.第三计算子单元，分别与所述第一计算子单元和所述第二计算子单元连接，用于选择所述第一比例系数和所述第二比例系数中的最大值作为标准系数；
21.第四计算子单元，分别与所述第三计算子单元和所述电流电压探测单元连接，用于根据所述标准系数和所述不平衡电流标准值计算所述试验目标值。
22.一种电容器不平衡电流的调节方法，应用于一种h型接线的电容器组，包括：
23.获取所述电容器组的不平衡电流的试验目标值；
24.将第一调节电容并联在所述电容器组的任意一个桥臂的任意一只电容上，并对所述电容器组进行加压；
25.判断所述不平衡电流的当前电流值是否降低，若是，则在所述第一调节电容上并联第二调节电容，若否，则在所述任意一个桥臂的对称桥臂的任意一只电容上并联所述第二调节电容；
26.判断所述当前电流值是否小于所述试验目标值，若否，则增加所述第二调节电容的数量，直到所述当前电流值大于或等于所述试验目标值；
27.计算并联的所述第二调节电容和所述第一调节电容的总电容值；
28.根据所述总电容值对所述电容器组的电容进行调整。
29.优选地，所述获取所述电容器组的不平衡电流的试验目标值，包括：
30.记录检修前的不平衡电流的初始电流值、交流滤波器所在母线电压和不平衡电流标准值；
31.对所述电容器组进行加压测量，得到不平衡电流的加压试验值，并记录所述加压测量的试验电压；
32.根据所述初始电流值、所述交流滤波器所在母线电压、所述不平衡电流标准值、所述加压试验值和所述试验电压确定所述试验目标值。
33.优选地，所述根据所述初始电流值、所述交流滤波器所在母线电压、所述不平衡电流标准值、所述加压试验值和所述试验电压确定所述试验目标值，包括：
34.根据所述交流滤波器所在母线电压和所述试验电压计算第一比例系数；
35.根据所述初始电流值和所述加压试验值计算第二比例系数；
36.选择所述第一比例系数和所述第二比例系数中的最大值作为标准系数；
37.根据所述标准系数和所述不平衡电流标准值计算所述试验目标值。
38.优选地，所述第一比例系数的计算方法为：
39.k1＝(u
m
/sqrt(3))/u
sy
；
40.其中，k1为所述第一比例系数，u
m
为所述交流滤波器所在母线电压，u
sy
为所述试验电压。
41.优选地，所述第二比例系数的计算方法为：
42.k2＝i
bph.ht.0
/i
bph.sy0
；
43.其中，k2为所述第二比例系数，i
bph.ht.0
为所述初始电流值，i
bph.sy0
为所述加压试验值。
44.优选地，计算所述试验目标值的方法为：
45.i
bph.sy.bz
＝i
bph.ht.bz
/k；
46.其中，i
bph.sy.bz
为所述试验目标值，i
bph.ht.bz
为所述不平衡电流标准值，k为所述标准系数。
47.优选地，所述根据所述总电容值对所述电容器组的电容进行调整，包括：
48.判断备品库中是否有替换电容；所述替换电容的电容值为所述总电容值与所述任意一个桥臂的任意一只电容的电容值之和；
49.若是，则将所述任意一个桥臂的任意一只电容替换成所述替换电容；
50.若否，则将所述任意一个桥臂的多只电容与所述任意一个桥臂的对称桥臂的多只电容进行对调。
51.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
52.本发明提供一种电容器不平衡电流的调节装置及方法，所述装置包括电流探测模块，用于获取所述电容器组的不平衡电流的试验目标值；电容模块，分别与所述电流探测模块和所述电容器组连接，用于将第一调节电容并联在所述电容器组的任意一个桥臂的任意一只电容上，并对所述电容器组进行加压；第一动作模块，与所述电容模块连接，用于判断所述不平衡电流的当前电流值是否降低，若是，则在所述第一调节电容上并联第二调节电容，若否，则在所述任意一个桥臂的对称桥臂的任意一只电容上并联所述第二调节电容；第二动作模块，分别与所述第一动作模块和所述电容模块连接，用于判断所述当前电流值是否小于所述试验目标值，若否，则增加所述第二调节电容的数量，直到所述当前电流值大于或等于所述试验目标值；计算模块，分别与所述第一动作模块和所述第二动作模块连接，用于计算并联的所述第二调节电容和所述第一调节电容的总电容值；调整模块，分别与所述计算模块和所述电容器组连接，用于根据所述总电容值对所述电容器组的电容进行调整。本发明能够快速提供电容器调整方案，有效降低交流滤波器投运后不平衡电流值。
附图说明
53.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1为现有技术中的电容器组示意图。
55.图2为本发明提供的实施例1中的装置连接图；
56.图3为本发明提供的实施例2中的方法流程图；
57.图4为本发明提供的实施例2中的调节流程图；
58.图5为本发明提供的实施例2中的不平衡电流测量原理示意图；
59.图6为本发明提供的实施例2中的接线示意图。
60.符号说明：
[0061]1‑
电流探测模块，2
‑
电容模块，3
‑
第一动作模块，4
‑
第二动作模块，5
‑
计算模块，6
‑
调整模块。
具体实施方式
[0062]
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。
[0063]
本发明的目的是提供一种电容器不平衡电流的调节装置及方法，能够快速提供电容器调整方案，有效降低交流滤波器投运后不平衡电流值。
[0064]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0065]
实施例1：
[0066]
图2为本发明提供的实施例1中的装置连接图，如图2所示，本发明一种电容器不平衡电流的调节装置，应用于一种h型接线的电容器组，包括：
[0067]
电流探测模块1，用于获取所述电容器组的不平衡电流的试验目标值。
[0068]
电容模块2，分别与所述电流探测模块1和所述电容器组连接，用于将第一调节电容并联在所述电容器组的任意一个桥臂的任意一只电容上，并对所述电容器组进行加压。
[0069]
第一动作模块3，与所述电容模块2连接，用于判断所述不平衡电流的当前电流值是否降低，若是，则在所述第一调节电容上并联第二调节电容，若否，则在所述任意一个桥臂的对称桥臂的任意一只电容上并联所述第二调节电容。
[0070]
第二动作模块4，分别与所述第一动作模块3和所述电容模块2连接，用于判断所述当前电流值是否小于所述试验目标值，若否，则增加所述第二调节电容的数量，直到所述当前电流值大于或等于所述试验目标值。
[0071]
计算模块5，分别与所述第一动作模块3和所述第二动作模块4连接，用于计算并联的所述第二调节电容和所述第一调节电容的总电容值。
[0072]
调整模块6，分别与所述计算模块5和所述电容器组连接，用于根据所述总电容值对所述电容器组的电容进行调整。
[0073]
优选地，所述电流探测模块1包括：
[0074]
电流电压探测单元，用于记录检修前的不平衡电流的初始电流值、交流滤波器所在母线电压和不平衡电流标准值。
[0075]
加压单元，分别与所述电流电压探测单元和所述电容器组连接，用于对所述电容
器组进行加压测量，得到不平衡电流的加压试验值，并记录所述加压测量的试验电压。
[0076]
目标计算单元，分别与电流电压探测单元和所述加压单元连接，用于根据所述初始电流值、所述交流滤波器所在母线电压、所述不平衡电流标准值、所述加压试验值和所述试验电压确定所述试验目标值。
[0077]
具体的，加压单元可输出不同频率及不同电压的试验电压，若在不同频率及不同电压下的不平衡电流差别很大，则初步判断电容器塔中存在某些电容器频率特性异常。
[0078]
优选地，所述目标计算单元包括：
[0079]
第一计算子单元，用于根据所述交流滤波器所在母线电压和所述试验电压计算第一比例系数。
[0080]
第二计算子单元，与所述第一计算子单元连接，用于根据所述初始电流值和所述加压试验值计算第二比例系数。
[0081]
第三计算子单元，分别与所述第一计算子单元和所述第二计算子单元连接，用于选择所述第一比例系数和所述第二比例系数中的最大值作为标准系数。
[0082]
第四计算子单元，分别与所述第三计算子单元和所述电流电压探测单元连接，用于根据所述标准系数和所述不平衡电流标准值计算所述试验目标值。
[0083]
实施例2：
[0084]
图3为本发明提供的实施例2中的方法流程图，如图3所示，本实施例提供一种电容器不平衡电流的调节方法，应用于一种h型接线的电容器组，包括：
[0085]
步骤100：获取所述电容器组的不平衡电流的试验目标值。
[0086]
步骤200：将第一调节电容并联在所述电容器组的任意一个桥臂的任意一只电容上，并对所述电容器组进行加压。
[0087]
步骤300：判断所述不平衡电流的当前电流值是否降低，若是，则在所述第一调节电容上并联第二调节电容，若否，则在所述任意一个桥臂的对称桥臂的任意一只电容上并联所述第二调节电容。
[0088]
步骤400：判断所述当前电流值是否小于所述试验目标值，若否，则增加所述第二调节电容的数量，直到所述当前电流值大于或等于所述试验目标值。
[0089]
步骤500：计算并联的所述第二调节电容和所述第一调节电容的总电容值。
[0090]
步骤600：根据所述总电容值对所述电容器组的电容进行调整。
[0091]
优选地，所述步骤100，包括：
[0092]
记录检修前的不平衡电流的初始电流值、交流滤波器所在母线电压和不平衡电流标准值。
[0093]
对所述电容器组进行加压测量，得到不平衡电流的加压试验值，并记录所述加压测量的试验电压。
[0094]
根据所述初始电流值、所述交流滤波器所在母线电压、所述不平衡电流标准值、所述加压试验值和所述试验电压确定所述试验目标值。
[0095]
可选地，在所述记录检修前的不平衡电流的初始电流值、交流滤波器所在母线电压和不平衡电流标准值之前，还包括：
[0096]
对所述电容器组进行放电，拆除电容器塔高、低压侧与其他设备相连的引线。
[0097]
具体的，所述第一调节电容和第二调节电容的电容值均为0.1uf。
[0098]
优选地，所述根据所述初始电流值、所述交流滤波器所在母线电压、所述不平衡电流标准值、所述加压试验值和所述试验电压确定所述试验目标值，包括：
[0099]
根据所述交流滤波器所在母线电压和所述试验电压计算第一比例系数。
[0100]
根据所述初始电流值和所述加压试验值计算第二比例系数。
[0101]
选择所述第一比例系数和所述第二比例系数中的最大值作为标准系数。
[0102]
根据所述标准系数和所述不平衡电流标准值计算所述试验目标值。
[0103]
优选地，所述第一比例系数的计算方法为：
[0104]
k1＝(u
m
/sqrt(3))/u
sy
；
[0105]
其中，k1为所述第一比例系数，u
m
为所述交流滤波器所在母线电压，u
sy
为所述试验电压。
[0106]
优选地，所述第二比例系数的计算方法为：
[0107]
k2＝i
bph.ht.0
/i
bph.sy0
；
[0108]
其中，k2为所述第二比例系数，i
bph.ht.0
为所述初始电流值，i
bph.sy0
为所述加压试验值。
[0109]
优选地，计算所述试验目标值的方法为：
[0110]
i
bph.sy.bz
＝i
bph.ht.bz
/k；
[0111]
其中，i
bph.sy.bz
为所述试验目标值，i
bph.ht.bz
为所述不平衡电流标准值，k为所述标准系数。
[0112]
本实施例首先检修前记录后台不平衡电流值i
bph.ht.0
，交流滤波器所在母线电压u
m
，不平衡电流标准值为i
bph.ht.bz
。其次在不进行任何检修前使用加压试验装置进行加压试验测得不平衡电流值i
bph.sy.0
，试验电压为u
sy
。然后以电压为参考计算得比例系数k1＝(u
m
/sqrt(3))/u
sy
；以电流为参考计算得比例系数k2＝i
bph.ht.0
/i
bph.sy0
。然后比较k1与k2的大小，选择值较大的作为比例系数，即k＝max(k1,k2)。最终确定试验条件下不平衡电流标准值i
bph.sy.bz
＝i
bph.ht.bz
/k。
[0113]
具体的，在所述根据所述标准系数和所述不平衡电流标准值计算所述试验目标值之后，还包括：
[0114]
检查电容器组外观有无明显异常，更换有明显异常的故障电容器。
[0115]
可选地，在所述根据所述标准系数和所述不平衡电流标准值计算所述试验目标值之后，还包括：
[0116]
对电容器组上的电容器逐个测量，对电容值不合格的电容器进行更换。
[0117]
优选地，所述根据所述总电容值对所述电容器组的电容进行调整，包括：
[0118]
判断备品库中是否有替换电容；所述替换电容的电容值为所述总电容值与所述任意一个桥臂的任意一只电容的电容值之和；
[0119]
若是，则将所述任意一个桥臂的任意一只电容替换成所述替换电容；
[0120]
若否，则将所述任意一个桥臂的多只电容与所述任意一个桥臂的对称桥臂的多只电容进行对调。
[0121]
具体的，所述备品库中的所有电容器备品的保存位置、电容值、型号等录入数据库，若数据库中没有满足要求的电容器备品，则根据δc(所述总电容值)计算算出该组对称桥臂中的电容器对调方案。
[0122]
图4为本发明提供的实施例2中的调节流程图，如图4所示，本实施例的调节流程如下：
[0123]
1、对电容器进行放电，拆除电容器塔高、低压侧与其他设备相连的引线；
[0124]
2、设置试验条件下不平衡电流目标值。
[0125]
2.1：检修前记录后台不平衡电流值i
bph.ht.0
，交流滤波器所在母线电压u
m
。
[0126]
2.2：在不进行任何检修前进行加压试验测得不平衡电流值i
bph.sy.0
，试验电压为u
sy
。如图5所示，其中，c1和c2、c3和c4分别为电容支路，两两(例如c1和c2)分别形成对称桥臂，4个电容支路组成电容器组。v为电压测量表，μa为电流测量表，i
bph
为通过的不平衡电流。
[0127]
2.3：以电压为参考计算得比例系数k1＝(u
m
/sqrt(3))/u
sy
；以电流为参考计算得比例系数k2＝i
bph.ht
/i
bph.sy0
。
[0128]
2.4：比较k1与k2的大小，选择值较大的作为比例系数，即k＝max(k1,k2)。
[0129]
2.5：不平衡电流标准值为i
bph.ht.bz
，设置试验条件下不平衡电流标准值i
bph.sy.bz
＝i
bph.ht.bz
/k。
[0130]
3、检查电容器外观有无明显异常，更换有明显异常的故障电容器；
[0131]
4、对电容器塔上的电容器逐个测量，对电容值不合格的电容器进行更换；
[0132]
5、不平衡电流调节
[0133]
5.1：计算c1、c2、c3、c4及不平衡电流i
bph
；
[0134]
5.2：加压，测量不平衡电流i
bph.sy
；
[0135]
5.3：在某桥臂的某支电容cx上并联0.1uf小电容，观察不平衡电流是否有降低。如果不平衡电流降低，则进行下一步；如果不平衡电流增大，则在对称桥臂的某支电容上并联0.1uf小电容，然后进行下一步。以在c3桥臂的某只电容器上并联小电容为例，如图6所示，其中
△
c为并联的调节电容。
[0136]
5.4：逐渐增加并联小电容的个数，使不平衡电流减小至目标值i
bph.ht.bz
，记下此时并联的总电容值δc；
[0137]
5.5：若库房有某只电容的电容值为cx δc，则选用该只电容对现场的电容进行替换；若库房没有符合要求的电容，则在c3和c4电容器塔上选择若干值满足要求的电容进行对调。
[0138]
本发明的有益效果如下：
[0139]
(1)本发明中比例系数选择方法可以有效的减小现场实验值和后台显示值不一致的问题。
[0140]
(2)本发明中在某支电容器上并联01uf的小电容，对该电容器桥臂电容量的改变非常小，可以实现高精度调节。
[0141]
(3)本发明中数据库中存有电容器备品的保存位置、电容值、型号等，可以快速的找到电容值为cx 或与之相近可用的电容器。
[0142]
(4)本发明中加压试验装置选用可调压调频的电源，可以有效减小现场电磁环境对不平衡电流测量的影响。
[0143]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置
而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0144]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。