一種自適應的并聯電容器阻抗保護裝置的制作方法

本實用新型涉及一種電力系統監測、繼電保護，尤其涉及并聯電容器和并聯電容器組的監測、保護裝置。

背景技術：

并聯電容器在電力系統中廣泛應用，為系統提供無功容量，投切頻繁，其安全運行對電力系統安全穩定至關重要。目前我國并聯電容器主要保護裝置主保護大多為不平衡保護，不平衡保護受電容器容量、接線方式、電容器元器件類型限制，往往不能自如選擇，且需要改變一二次接線方式或需要增加外圍設備，實現不便，成本增加。

由于不平衡保護原理的特點，比如單星型電容器組采用放電PT開口三角電壓保護時，需要將電容器放電線圈的二次側串接起來，形成開口三角電壓，一方面其增加了接線復雜度，增加了運行風險，另一方面不平衡電壓引入了三相放電PT的傳遞誤差，擴大了誤差范圍，不僅如此，不平衡量在非故障情況下不存在或者不明顯，不平衡保護裝置不能監視保護回路狀態及自檢保護裝置本身的邏輯正確性。

而且不平衡保護存在發生對稱故障時無法判別故障的死區問題，以雙星型電容器組采用中性點不平衡電流保護為例，當兩分支上的A相電容器組都發生了一個電容器單元擊穿時，雙分支各自中性點上產生的不平衡電壓是相等的，中性點不平衡電流仍為零，無法感受到故障發生，保護拒動。

當然，有人提出采用電容器容值變化作為電容器監視、保護的方案，避免了接線方式、元器件類型的限制，然而其并未說明實施過程中采集何種電壓、電流，沒有考慮電容器阻值的變化過程，電容器阻值受系統中的高次諧波影響、受外部環境溫度、濕度等因素影響，且電容器組作為成套設備，其前端還串聯電抗器等其他設備，實際阻抗并不完全等于電容器組容抗，發生故障時不完全是容值變化，也存在阻值變化，不具備動態跟蹤的環節，實際運用過程中保護靈敏度和可靠性大打折扣。

技術實現要素：

鑒于上述問題，本實用新型基一種自適應的并聯電容器保護方法提供了一種自適應的并聯電容器阻抗保護裝置，實現簡便，無需額外增加成本，適應各種工況，針對各種故障情況，有效提高電容器保護精度及可靠性。

為了實現上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種自適應的并聯電容器阻抗保護裝置包括CPU插件、電源管理插件、采樣插件、智能輸入插件、智能輸出插件和人機界面插件，CPU插件與采樣插件、智能輸入插件、智能輸出插件、人機界面插件及電源插件相互相連。

所述的CPU插件包括校準及更新DSP，故障判別DSP、管理CPU，FPGA模塊及AD模塊；

所述的采樣插件包括交流電壓采集模塊、交流電流采集模塊、監視信號采集模塊；

所述的智能輸出插件包括合閘繼電器、跳閘繼電器及信號繼電器；

所述的人機界面插件包括按鍵輸入模塊，液晶顯示模塊，運行指示模塊；

進一步地，所述的CPU插件內部校準及更新DSP、故障判別DSP、管理CPU之間通過內部數據總線相連接，所述的AD模塊通過FPGA與校準及更新DSP、故障判別DSP連接。

進一步地，所述的CPU插件與所述的智能開入插件、智能開出插件、人機界面插件通過外面高速數據總線相連接。

進一步地，所述的電源管理插件通過電源總線分別給CPU插件，智能開入插件、智能開出插件，人機界面插件提供電源。

進一步地，所述的采樣插件輸出端通過模擬量通道連接至CPU插件的AD模塊輸入端，交流電壓采集模輸入端接入電容器每相的放電電壓互感器二次側，交流電流采集模塊輸入端接入電容器的每相電流互感器二次側，監視信號采集模塊輸入端接入電容器控制回路監視器的輸出。

進一步地，所述的智能開入插件的光耦開入輸入端接入電容器的開關位置信號，所述的智能開出插件接至電容器的開關控制回路。

進一步地，人機界面插件提供用于定值整定的按鍵輸入模塊，液晶顯示模塊，提供用于自動校準的液晶提示信號，卻確認取消設置，用戶運行過程中動態更新數據異常的告警指示及故障判別指示。

附圖說明

圖1是保護裝置安裝接入示意圖；

圖2是本實用新型實施例的保護裝置結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖2所示，一種自適應的并聯電容器阻抗保護裝置其結構如下：

一種自適應的并聯電容器阻抗保護裝置包括CPU插件、電源管理插件、采樣插件、智能輸入插件、智能輸出插件和人機界面插件，CPU插件與采樣插件、智能輸入插件、智能輸出插件、人機界面插件及電源插件相互相連。

其中CPU插件包括校準及更新DSP，故障判別DSP、管理CPU，FPGA模塊及AD模塊；采樣插件包括交流電壓采集模塊、交流電流采集模塊、監視信號采集模塊；智能輸出插件包括合閘繼電器、跳閘繼電器及信號繼電器；人機界面插件包括按鍵輸入模塊，液晶顯示模塊，運行指示模塊；

具體地，CPU插件內部校準及更新DSP、故障判別DSP、管理CPU之間通過內部數據總線相連接，所述的數模轉換AD模塊通過FPGA與校準及更新DSP、故障判別DSP連接，所述的CPU插件與所述的智能開入插件、智能開出插件、人機界面插件通過外面高速數據總線相連接。

具體地，所述的電源管理插件通過電源總線分別給CPU插件，智能開入插件、智能開出插件，人機界面插件提供電源。

具體地，所述的采樣插件輸出端通過模擬量通道連接至CPU插件的AD模塊輸入端。

如圖2所示，采樣插件的交流電壓采集模輸入端接入電容器每相的放電電壓互感器的二次側，交流電流采集模塊輸入端接入電容器的每相電流互感器二次側，監視信號采集模塊輸入端接入電容器控制回路監視器的輸出。

智能開入插件的光耦開入輸入端接入電容器的開關位置信號智能開出插件接至電容器的開關控制回路。

具體地，采樣插件輸入端采集的模擬量數據通過內部取樣電阻轉換，由輸出端通過模擬量通道傳輸給CPU插件的AD模塊，AD模塊轉換成數據信號后通過FPGA分別發送給校準及更新DSP與故障判別DSP，校準及跟新DSP將計算數據通過內部數據總線提供給故障判據DSP，故障判別DSP計算電容器阻抗，將計算結果相關的控制數據，通過外部高速數據總線傳輸給智能開出插件，智能開出插件控制相應的開關。

具體地，CPU插件中校準及更新DSP與故障判別DSP相互獨立，某一個異常不影響另一個工作，校準及更新DSP與故障判別DSP與管理CPU通過內部數據總線相連，將計算結果提供給管理CPU，管理CPU插件連接至人機界面插件，人機界面插件顯示相關信息。

具體地，人機界面插件提供定值整定界面，通過液晶顯示相關定值，通過加、減、確認按鍵整定相關定值，人機界面插件將整定結果傳輸給管理CPU，管理CPU分別下發給校準及更新DSP與故障判別DSP。

具體地，人機界面插件提供自動校準操作界面，提供是否校準的確認、取消操作，執行成功提示，將操作結果傳輸給管理CPU，管理CPU下發至校準及更新DSP。

以上實例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍內。