RU2103778C1 - Monitoring device for power capacitor bank - Google Patents
Monitoring device for power capacitor bank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103778C1 RU2103778C1 RU95117174A RU95117174A RU2103778C1 RU 2103778 C1 RU2103778 C1 RU 2103778C1 RU 95117174 A RU95117174 A RU 95117174A RU 95117174 A RU95117174 A RU 95117174A RU 2103778 C1 RU2103778 C1 RU 2103778C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- terminal
- voltage
- series
- power
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 241000158147 Sator Species 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000011022 operating instruction Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области высоковольтной техники, в частности к силовым конденсаторным батареям (ОКБ) в энергосистемах. The invention relates to the field of high-voltage technology, in particular to power capacitor banks (OKB) in power systems.
Известно, что для компенсации реактивной мощности в энергосистемах применяются ОКБ, состоящие из n последовательных рядов, каждый из которых представляет собой параллельное соединение m силовых конденсаторов. Суммарное количество таких конденсаторов в СКВ достигает от нескольких сотен до нескольких тысяч. It is known that to compensate for reactive power in power systems, design bureau consisting of n consecutive rows, each of which is a parallel connection of m power capacitors, is used. The total number of such capacitors in SCR reaches from several hundred to several thousand.
Известно также, что повреждение конденсатора приводит к увеличению сопротивления ряда, т.е. к повышению напряжения и снижению срока службы конденсаторов ряда. It is also known that damage to the capacitor leads to an increase in the series resistance, i.e. to increase the voltage and reduce the life of the series capacitors.
Для своевременной замены поврежденного конденсатора предлагаются устройства, позволяющие либо фиксировать повышение напряжения ряда [1], повышение сопротивления [2], либо контролировать количество пробитых секций ряда [3], что позволяет определить величину сопротивления ряда. Для конденсаторных батарей с номинальным напряжением ниже 35 кВ указанные выше устройства сравнительно работоспособны из-за небольшого количества рядов, малых габаритов и возможности визуального осмотра результатов работы устройств. For timely replacement of a damaged capacitor, devices are proposed that allow either to fix the increase in voltage of the row [1], the increase in resistance [2], or to control the number of broken sections of the row [3], which makes it possible to determine the value of the resistance of the row. For capacitor banks with a rated voltage below 35 kV, the above devices are relatively efficient due to the small number of rows, small dimensions and the ability to visually inspect the results of the devices.
При повышении номинального напряжения батарей (35 кВ и выше) резко снижаются надежность и условия применения указанных устройств. Во-первых, увеличение рядов, а следовательно и общее количество элементов устройств, в 10 раз у батарей 330 кВ по сравнению с батареей 35 кВ, приводят к резкому снижению надежности контроля состояния батареи [4]. В рассматриваемом случае интенсивность отказа увеличивается в 10 раз, хотя срок службы батареи должен быть не менее 30 лет. Для повышения надежности устройств у батареи 110 кВ предлагается подключение устройства не кодному, а кдесяти последовательно соединенных рядов [5]. В этом случае резко снижается чувствительность. With an increase in the nominal voltage of the batteries (35 kV and above), the reliability and conditions of use of these devices are sharply reduced. Firstly, an increase in the number of rows, and consequently the total number of device elements, by a factor of 10 for 330 kV batteries as compared to a 35 kV battery, leads to a sharp decrease in the reliability of monitoring the battery condition [4]. In this case, the failure rate increases 10 times, although the battery life should be at least 30 years. To increase the reliability of devices in a 110 kV battery, it is proposed to connect the device not to a code but to fifty series-connected rows [5]. In this case, the sensitivity decreases sharply.
Существенное повышение числа рядов усложняет применение устройства [1], у которого подключение нелинейных элементов параллельно ряду уже в меньшей степени повлияет на измеряемые гармоники тока батареи, а следовательно снижается чувствительность устройства. A significant increase in the number of rows complicates the use of the device [1], in which the connection of nonlinear elements parallel to the row will already have a lesser effect on the measured harmonics of the battery current, and therefore the sensitivity of the device decreases.
Во-вторых, существенное увеличение рядов, а следовательно и габаритов батареи уменьшает и помехоустойчивость электрической передачи информации к пульту управления [2, 3] , из-за частых эксплуатационных переключений, внешних коротких замыканий, грозовых и коммутационных импульсов. Secondly, a significant increase in the ranks and, consequently, the size of the battery also reduces the noise immunity of electrical information transmission to the control panel [2, 3], due to frequent operational switching, external short circuits, lightning and switching pulses.
И, наконец, учитывая, что большие открытые батареи подвергаются сложным метеоусловиям, необходимая надежность предлагаемых устройств [1, 2, 3, 5] требует учета более жестких условий при разработке устройств контроля батарей. And finally, given that large open batteries are subject to difficult weather conditions, the necessary reliability of the proposed devices [1, 2, 3, 5] requires taking into account more stringent conditions when developing battery monitoring devices.
Из-за указанных выше обстоятельств контроль состояния конденсаторных батарей в настоящее время осуществляется, согласно действующей инструкции [6], раз в год путем измерения сопротивления каждого конденсатора при полном отключении напряжения на батареи. Эта процедура весьма трудоемка, требующая длительного полного отключения напряжения. Due to the above circumstances, the state of capacitor banks is currently monitored, according to the current instructions [6], once a year by measuring the resistance of each capacitor when the voltage on the batteries is completely turned off. This procedure is very laborious, requiring a long complete disconnection of voltage.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является устройство [2] для защиты конденсаторной батареи от внутренних повреждений. В этом устройстве с помощью трансформатора тока, первичная обмотка которого соединяет соседние ряды, и отдельным конденсатором с последовательно соединенными выпрямителями, параллельно подключенными к ряду, определяется балансировка тока батареи и напряжение ряда при исходной величине сопротивления ряда. После превышения допустимой величины сопротивления ряда срабатывает поляризованное реле и информация передается визуально световым или звуковым сигналом. The closest solution to the technical nature and the achieved result is a device [2] for protecting a capacitor bank from internal damage. In this device, using a current transformer, the primary winding of which connects adjacent rows, and a separate capacitor with series-connected rectifiers connected in parallel to the row, the battery current balancing and row voltage are determined at the initial value of the row resistance. After exceeding the permissible value of the row resistance, a polarized relay is activated and the information is transmitted visually by a light or sound signal.
Недостатком этого устройства является отсутствие отстройки от грозовых и коммутационных перенапряжений на батареи. При указанных метеоусловиях надежность работы поляризованного реле с механическими контактами и способ передачи информации для батарей с напряжением 35 кВ и выше довольно низкие. The disadvantage of this device is the lack of detuning from lightning and switching overvoltages to the batteries. Under these weather conditions, the reliability of the polarized relay with mechanical contacts and the method of transmitting information for batteries with a voltage of 35 kV and above are quite low.
Технической задачей изобретения, является повышение эксплуатационной надежности СКВ с помощью устройства непрерывного контроля (мониторинг) их состояния. An object of the invention is to increase the operational reliability of hard currency using a continuous monitoring device (monitoring) of their condition.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство непрерывного контроля состояния силовой конденсаторной батареи, состоящей из n последовательно соединенных рядов, в каждом из которых установлены параллельно включенные m силовых конденсаторов, содержащее трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены последовательно между рядами конденсаторной батареи, и высоковольтный конденсатор, один вывод которого подключен к первому выводу каждого ряда, содержит низковольтный конденсатор, первый вывод которого соединен со вторым выводом высоковольтного конденсатора, при этом второй вывод низковольтного конденсатора объединен с анодом первого диода, катод которого соединен с первым выводом низковольтного конденсатора и анодом второго диода, и нижним выводом первого конденсатора постоянного напряжения, подключенным к верхнему выводу второго конденсатора постоянного напряжения, и соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора тока, соединенным со вторым выводом ряда, а второй вывод вторичной обмотки трансформатора тока подсоединен к нижнему выводу резистора, соединенным с анодом третьего диода, катод которого подключен к нижнему выводу второго конденсатора постоянного напряжения, верхний вывод резистора подключен к верхнему выводу второго конденсатора постоянного напряжения, а между верхним выводом первого конденсатора постоянного напряжения, соединенным с катодом второго диода, и нижним выводом второго конденсатора постоянного напряжения введен светодиод, оптически связанный с входом волоконнооптического кабеля, предназначенного для подключения к пульту управления дежурного персонала. The essence of the invention lies in the fact that a device for continuous monitoring of the state of a power capacitor bank, consisting of n series-connected rows, each of which has m parallel-connected m power capacitors, containing current transformers, the primary windings of which are connected in series between the rows of the capacitor bank, and a high-voltage capacitor , one output of which is connected to the first output of each row, contains a low-voltage capacitor, the first output of which is connected to the second the output of the high voltage capacitor, while the second output of the low voltage capacitor is combined with the anode of the first diode, the cathode of which is connected to the first output of the low voltage capacitor and the anode of the second diode, and the lower output of the first DC capacitor connected to the upper output of the second DC capacitor, and connected to the first the terminal of the secondary winding of the current transformer connected to the second terminal of the row, and the second terminal of the secondary winding of the current transformer is connected to the lower pin the resistor connected to the anode of the third diode, the cathode of which is connected to the lower terminal of the second DC capacitor, the upper terminal of the resistor is connected to the upper terminal of the second DC capacitor, and between the upper terminal of the first DC capacitor connected to the cathode of the second diode, and the lower terminal a second DC voltage capacitor introduced an LED that is optically connected to the input of a fiber optic cable designed to be connected to a deja control panel Foot personnel.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство непрерывного контроля состояния силовой конденсаторной батареи. The invention is illustrated in the drawing, which shows a device for continuous monitoring of the state of a power capacitor bank.
Силовая конденсаторная батарея, состоящая из n последовательно соединенных рядов, в каждом из которых установлены параллельно m - силовых конденсаторов. Высоковольтный конденсатор 1 с последовательно соединенным низковольтным конденсатором 2 включается параллельно с силовым конденсатором ряда. Низковольтный конденсатор 2 c помощью диодов 3, 4 соединен с первым конденсатором постоянного напряжения 5, величина которого пропорциональна амплитуде переменного напряжения ряда. Первичная обмотка трансформатора тока 6, включена между рассматриваемым и соседним рядами, а вторичная обмотка подсоединена к резистору 7. К резистору с помощью диода 8 подсоединен конденсатор постоянного напряжения 9, величина которого пропорциональна амплитуде тока между рядами. Светодиод 10 подключен между конденсаторами постоянного напряжения и направлен на вход волоконнооптического кабеля 11. Power capacitor bank, consisting of n series-connected rows, in each of which are installed in parallel m - power capacitors. The high-voltage capacitor 1 with a series-connected low-voltage capacitor 2 is connected in parallel with the row power capacitor. The low-voltage capacitor 2 is connected with the help of diodes 3, 4 to the first DC voltage capacitor 5, the value of which is proportional to the amplitude of the alternating voltage of the series. The primary winding of the current transformer 6 is connected between the considered and adjacent rows, and the secondary winding is connected to the resistor 7. A dc voltage capacitor 9 is connected to the resistor using a diode 8, the value of which is proportional to the amplitude of the current between the rows. The LED 10 is connected between the DC voltage capacitors and is directed to the input of the fiber optic cable 11.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Перед включением в эксплуатацию СКВ величина резистора 7 и низковольтного конденсатора 2 выбираются так, чтобы напряжения на обоих конденсаторах постоянного напряжения 5, 9 были одинаковы, а на светодиоде 10 при этом - равно нулю. При отсутствии полного и частичного пробоя одного из силовых конденсаторов ряда светодиод 10 не излучается, несмотря на возможное изменение напряжения на батарее, а следовательно, и на рассматриваемом ряду конденсаторов. Однако при пробое одного из силовых конденсаторов рассматриваемого ряда напряжение на этом ряду изменяется более существенно, чем изменение величины тока между рядами. Это приводит к появлению напряжения на светодиоде, а следовательно, к его излучению, которое с помощью волоконнооптического кабеля 11 передается к пульту дежурного персонала. Before commissioning the SCR, the value of the resistor 7 and the low voltage capacitor 2 are selected so that the voltages on both DC capacitors 5, 9 are the same, and on the LED 10 it is equal to zero. In the absence of a complete and partial breakdown of one of the power capacitors in a row, the LED 10 is not emitted, despite a possible change in voltage on the battery, and, consequently, on the row of capacitors under consideration. However, during the breakdown of one of the power capacitors of the row in question, the voltage in this row changes more significantly than the change in the current between the rows. This leads to the appearance of voltage on the LED, and therefore to its radiation, which is transmitted via fiber-optic cable 11 to the desk of the duty personnel.
Степень допустимого уменьшения емкости рассматриваемого ряда из-за пробоя силового конденсатора перед включением ОКБ в эксплуатацию устанавливается путем снижения постоянного напряжения на конденсаторе 5 по сравнению с напряжением конденсатора 9 с помощью изменения конденсатора 2 для резистора 7. The degree of permissible decrease in the capacitance of the series under consideration due to the breakdown of the power capacitor before commissioning the design bureau into operation is established by reducing the DC voltage on the capacitor 5 compared to the voltage of the capacitor 9 by changing the capacitor 2 for the resistor 7.
Для надежности работы рассматриваемого устройства величина емкости конденсаторов постоянного напряжения должна быть настолько большая, чтобы воздействия грозового или коммутационного импульса на ОКБ, длительность которых не превышает несколько миллисекунд, не влияли на величину напряжения этих конденсаторов. For the reliability of the device under consideration, the value of the capacitance of DC voltage capacitors should be so large that the effects of a thunderstorm or switching pulse on the design bureau, the duration of which does not exceed several milliseconds, do not affect the voltage value of these capacitors.
По сравнению с прототипом предполагаемое устройство позволяет надежно выявить наличие пробоя конденсатора в рассматриваемом ряду. Это позволяет своевременно заменить, пробитый конденсатор, не снижая срок службы остальных конденсаторов ряда, и повысить надежность эксплуатации СКВ в энергосистеме. Compared with the prototype, the proposed device can reliably detect the presence of breakdown of the capacitor in the considered series. This allows you to timely replace the punctured capacitor, without reducing the service life of the remaining capacitors of the series, and to improve the reliability of operation of SCR in the power system.
Литература. Literature.
1. Авт. св. СССР N 836721 кл. Н О2 Н7/16, 721, 1981. 1. Auth. St. USSR N 836721 class H O2 H7 / 16, 721, 1981.
2. Авт. св. СССР N281207 кл. Н О2 Н7/16, 1970. 2. Auth. St. USSR N281207 class H O2 H7 / 16, 1970.
3. Авт. свидетельство СССР N1467661 кл. Н О2 Н7/16, 1989. 3. Auth. USSR certificate N1467661 cl. H O2 H7 / 16, 1989.
4. Справочник по радиоэлектронике т.3, стр. 723-808 под ред. А.А.Куликовского "Энергия". Москва. - 1970 г. 4. Handbook of Radio Electronics Vol. 3, pp. 723-808, ed. A.A. Kulikovsky "Energy". Moscow. - 1970
5. Авт. св. N 1141487 СССР по кл. Н О2 Н7/16, 1985 . 5. Auth. St. N 1141487 USSR according to class H O2 H7 / 16, 1985.
6. Типовая инструкция по эксплуатации крупных шунтовых батарей 6-500 кВ ИЭ ШКБ 6-500-95, 1995. 6. Typical operating instructions for large shunt batteries 6-500 kV IE ShKB 6-500-95, 1995.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117174A RU2103778C1 (en) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Monitoring device for power capacitor bank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117174A RU2103778C1 (en) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Monitoring device for power capacitor bank |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95117174A RU95117174A (en) | 1997-11-10 |
| RU2103778C1 true RU2103778C1 (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20172656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95117174A RU2103778C1 (en) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Monitoring device for power capacitor bank |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2103778C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621427A (en) * | 2012-03-31 | 2012-08-01 | 上海市电力公司 | Intelligent monitoring device of capacitor complete equipment |
| RU2553276C2 (en) * | 2011-02-16 | 2015-06-10 | Абб Рисерч Лтд | Method and configuration for detection of internal malfunction in bank of capacitors connected by n bridge |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU836721A1 (en) * | 1979-07-13 | 1981-06-07 | Производственное Ремонтно-Наладочноепредприятие "Белэнергоремналадка" | Device for protecting capacitor installation from failure |
| SU1141487A1 (en) * | 1982-08-10 | 1985-02-23 | Белорусское Отделение Ордена Октябрьской Революции Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Three-phase capacitor plant |
| SU1467661A1 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-23 | Горьковское Отделение Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Method of selective alarm and protection of high-power capacitor bank composed of series-connected capacitors |
-
1995
- 1995-10-09 RU RU95117174A patent/RU2103778C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU836721A1 (en) * | 1979-07-13 | 1981-06-07 | Производственное Ремонтно-Наладочноепредприятие "Белэнергоремналадка" | Device for protecting capacitor installation from failure |
| SU1141487A1 (en) * | 1982-08-10 | 1985-02-23 | Белорусское Отделение Ордена Октябрьской Революции Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Three-phase capacitor plant |
| SU1467661A1 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-23 | Горьковское Отделение Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Method of selective alarm and protection of high-power capacitor bank composed of series-connected capacitors |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553276C2 (en) * | 2011-02-16 | 2015-06-10 | Абб Рисерч Лтд | Method and configuration for detection of internal malfunction in bank of capacitors connected by n bridge |
| CN102621427A (en) * | 2012-03-31 | 2012-08-01 | 上海市电力公司 | Intelligent monitoring device of capacitor complete equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10601214B2 (en) | Method of clearing a fault in a HVDC electrical network | |
| EP2086020A2 (en) | Photovoltaic assembly with potential increase | |
| US20110285399A1 (en) | Device, system and method for monitoring lines of grounding electrodes | |
| EP2382712A1 (en) | An electronic circuit breaker and a method of providing protection switching | |
| CN114690109A (en) | Testing device and testing method for thyristor voltage monitoring unit of converter valve | |
| US4998098A (en) | Overvoltage detector to indicate voltage to a remote monitor | |
| JP2007097261A (en) | Series semiconductor switch device | |
| RU2103778C1 (en) | Monitoring device for power capacitor bank | |
| JPS59113768A (en) | Optical gate signal generator | |
| RU2103702C1 (en) | Device for monitoring of condition of power capacitor bank | |
| CN210690728U (en) | A DC grounding test box | |
| SK141597A3 (en) | Ac input cell for data acquisition circuits | |
| RU2406203C1 (en) | Overvoltage protection device for electrical equipment | |
| CN219936050U (en) | Intelligent substation optical power relay protection tester | |
| RU2115986C1 (en) | Device for complex protection of electric system | |
| JPS6033716Y2 (en) | capacitor bank protection device | |
| RU2163382C1 (en) | Device recording commutation wear of switches | |
| RU33267U1 (en) | Device for protecting electrical installations from abnormal operation | |
| RU2251187C2 (en) | Device for protecting electrical installation against abnormal operation | |
| JP2003059614A (en) | Lightning arrester operation detector | |
| RU2226310C1 (en) | Semiconductor diode condition indicating device | |
| KR100348711B1 (en) | Counter testing machine of lightning arrester | |
| SU1480001A1 (en) | Device for detection of single-phase partial ground in three-phase network with insulated neutral | |
| JPH076852A (en) | Lightning arrester and its deterioration detection method | |
| SU729740A1 (en) | Device for indication of capacitive power accumulator capacitance insulation breakthroygh |