CN104007335A

CN104007335A - 多个并联的交流滤波器失谐的检测方法及装置

Info

Publication number: CN104007335A
Application number: CN201410183222.1A
Authority: CN
Inventors: 马茨·安德森; 蔡蓉; 杨超
Original assignee: ABB T&D Technology AG
Current assignee: Hitachi Energy Co ltd
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2034-04-30
Also published as: CN104007335B

Abstract

本发明提供检测并联的N个交流滤波器失谐的方法及装置。该方法包括：(a)检测所述并联的N个同种交流滤波器中的每一个的三相的电流值并且基于此计算每相的电流均方根值；(b)在所检测的N个同种交流滤波器的三相的电流方均根值中选择所述N个交流滤波器的第一相的N个电流方均根值；(c)基于所选择的第一相的N个电流方均根值，确定第一平均值；(d)将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第二相的N个电流方均根值作比较得到N个第一差值；(e)如果所述N个第一差值都超出预定阈值，则判定第一相和第二相输入电压存在不平衡。可以减少现有技术中由于交流滤波器输入电压相间的失衡所导致的交流滤波器失谐的误判断。

Description

多个并联的交流滤波器失谐的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及交流滤波器失谐的检测方法及装置，更具体地说，涉及多个并联交流滤波器失谐的检测方法及装置。

背景技术

在高压直流输电***的典型的线换相变流器或电容换相变流器换流站中，无源交流滤波器被用来滤除不需要的谐波。为了保证交直流电网间交换的无功功率较低，基于传输的有功功率，若干同种滤波器被连接或断开。在运行过程中，电容通常会随着时间推移慢慢损坏，这最终会导致滤波器的某相失谐。

现有的检测方法是：取一个交流滤波器的三相电流的平均值，然后使用该平均值与该滤波器的三相电流分别比较，如果偏差超出一定的范围，则判断滤波器的该相可能失谐。但是，如果交流滤波器的三相输入电压稍有不平衡，即输入电压间的不平衡满足电能质量标准要求，则现有的检测方法将会给出误判。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种检测并联的N个交流滤波器失谐的方法，包括：(a)检测所述并联的N个同种交流滤波器中的每一个的三相的电流值并且基于此计算每相的电流方均根值；(b)在所检测的N个同种交流滤波器的三相的电流方均根值中选择所述N个交流滤波器的第一相的N个电流方均根值；(c)基于所选择的第一相的N个电流方均根值，确定第一平均值；(d)将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第二相的N个电流方均根值作比较得到N个第一差值；以及(e)如果所述N个第一差值都超出预定阈值，则判定第一相和第二相输入电压存在不平衡。

根据本发明的另一个方面，提供一种检测并联的N个同种交流滤波器失谐的装置，包括：多个检测部件，其分别检测所述N个交流滤波器中的每一个的三相的电流值；和处理器，其适于在所检测的N个交流滤波器的三相的电流平均值中选择所述N个交流滤波器的第一相的N个电流平均值；基于所选择的第一相的N个电流平均值，确定第一平均值；将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第二相的N个电流平均值作比较得到N个第一差值；以及如果所述N个第一差值都超出预定阈值，则判定第一相和第二相输入电压存在不平衡。

通过引入判断多个交流滤波器输入电压相间是否失衡这一步骤及其相应的部件，对于并联的N个同种交流滤波器失谐的检测方法，可以减少现有技术中由于交流滤波器输入电压相间的失衡所导致的交流滤波器失谐的误判断。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的检测并联的N个同种交流滤波器失谐的方法的流程图；和

图2示出实现图1方法的检测并联的N个交流滤波器失谐的装置。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一个实施例的检测并联的N个同种交流滤波器失谐的方法的流程图。如图1所示，在步骤(a)中，检测N个交流滤波器中的每一个的三相的电流值并且基于此计算每相的电流平均值，共产生3*N个电流平均值，对于每一相而言不同的N个交流滤波器共有N个电流平均值，例如对于A相而言，N个交流滤波器的电流平均值为I_A1，I_A2，……,I_AN；对于B相而言，N个交流滤波器的电流平均值为I_B1，I_B2，……,I_BN,对于C相而言，N个交流滤波器的电流平均值为I_C1，I_C2，……,I_CN；电流平均值为电流均方根值。在步骤(b)中，在所检测的N个交流滤波器的三相的电流平均值中选择所述N个交流滤波器的第一相的N个电流平均值；例如第一相可以是A相、B相或者C相，那么所选择的电流平均值为一组N个交流滤波器的A相电流平均值I_A1，I_A2，……,I_AN、一组N个交流滤波器的B相电流平均值I_B1，I_B2，……,I_BN或者一组N个交流滤波器的C相电流平均值I_C1，I_C2，……,I_CN。在步骤(c)中，基于所选择的第一相的N个电流平均值，确定第一平均值；例如，选择一组N个交流滤波器的A相电流平均值I_A1，I_A2，……,I_AN，在该N个值中确定第一平均值I_{A1_mean}，第一平均值的计算方法如下：

I_{A1_mean}＝(I_A1+I_A2+…+I_AN)/N

其中，I_A1…I_AN是N个交流滤波器第一相电流平均值；N是并联的同种交流滤波器的数目，I_{A1_mean}是第一平均值。

在步骤(d)中，将所确定的第一平均值I_{A1_mean}分别与所检测的所述N个交流滤波器的第二相的N个电流平均值作比较得到N个第一差值；例如，第二相可以为B相也可以是C相，只要不同于A相即可。具体来说，可以将第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的B相电流平均值I_B1，I_B2，……,I_BN和/或N个交流滤波器的C相电流平均值I_C1，I_C2，……,I_CN比较。在步骤(e)中，如果所述N个第一差值都超出预定阈值，则判定第一相和第二相输入电压存在不平衡。例如，如果第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的B相电流平均值I_B1，I_B2，……,I_BN的N个第一差值I1_{_diff1},I1_{_diff2}，……,I1_{_diffN}都超出预定阈值I_ε，则判断在A相和B相输入电压之间存在不平衡；又如，如果第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的C相电流平均值I_C1，I_C2，……,I_CN的N个第一差值I1_{_diff1}，I1_{_diff2}，……,I1_{_diffN}都超出预定阈值I_ε，则判断在A相和C相输入电压之间存在不平衡。上述比较给出了滤波器调谐状态更多的信息。每一个并联连接的同种滤波器，理想条件下，应该在同样的测量点上流过相同大小的三相电流。流过最大相电流的滤波器的该相是调谐最好的，流过最小相电流的那个滤波器的该相是调谐最差的。但是，也有可能N个并联的同种滤波器的某一相都流过最小的相电流是由于该相电压与其他相电压有差异(差异值在电能质量标准允许范围内)造成。通过引入判断多个交流滤波器输入电压相间是否失衡这一步骤，对于并联的N个同种交流滤波器失谐的检测方法，可以减少现有技术中由于交流滤波器输入电压相间的失衡所导致的交流滤波器失谐的误判断。

图2示出实现图1方法的检测并联的N个交流滤波器失谐的装置。图2示出并联的N个同种交流滤波器，第一交流滤波器F₁，第二交流滤波器F₂，……,第N交流滤波器F_N。检测并联的N个同种交流滤波器失谐的装置2包括：3*N个检测部件S_1A,S_1B,S_1C,S_2A,S_2B,S_2C,……,S_NA,S_NB,S_NC和处理器20。3*N个检测部件S_1A,S_1B,S_1C,S_2A,S_2B,S_2C,……,S_NA,S_NB,S_NC分别检测N个交流滤波器中的每一个的三相的电流值。具体来说，检测部件S_1A,S_1B,S_1C分别检测第一交流滤波器F₁的A相，B相，C相的电流值，检测部件S_2A,S_2B,S_2C分别检测第二交流滤波器F₂的A相，B相，C相的电流值，……，检测部件S_NA,S_NB,S_NC分别检测第N交流滤波器F_N的A相，B相，C相的电流值。处理器20适于完成图1中步骤(a)中的交流滤波器的每相的电流平均值的计算、步骤(b)、步骤(c)、步骤(d)和步骤(e)。相对于现有的交流滤波器失谐检测装置而言，根据本发明的装置没有增加任何额外的测量点或者主电路设备，滤波器失调的监测可以变得更加可靠和准确，这将相应地带来维护费用的降低。

为了进一步判断出现电压失衡的输入电压，例如是A相和B相失衡，A相和C相失衡，还是B相和C相失衡，根据图1的方法还包括：在步骤(f)中，将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第三相的N个电流平均值作比较得到N个第二差值；例如，如果在步骤(d)中，已经将第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的B相电流平均值I_B1，I_B2，……,I_BN做了比较，则将第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的C相电流平均值I_C1，I_C2，……,I_CN比较进而得到N个第二差值I2_{_diff1}，I2_{_diff2}，……,I2_{_diffN}；作为替换方式，如果在步骤(d)中，已经将将第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的C相电流平均值I_C1，I_C2，……,I_CN做了比较，则将第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的B相电流平均值I_B1，I_B2，……,I_BN比较进而得到N个第二差值I2_{_diff1}，I2_{_diff2}，……,I2_{_diffN}。在步骤(g)中，如果所述N个第二差值都超出预定阈值，则判定第一相和第三相输入电压存在不平衡；例如，如果第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的C相电流平均值I_C1，I_C2，……,I_CN的N个第二差值I2_{_diff1}，I2_{_diff2}，……,I2_{_diffN}都超出预定阈值I_ε，则判断在A相和C相输入电压之间存在不平衡；作为替代方式，如果第一平均值I_{A1_mean}分别与N个交流滤波器的B相电流平均值I_B1，I_B2，……,I_BN的N个第二差值I2_{_diff1}，I2_{_diff2}，……,I2_{_diffN}都超出预定阈值I_ε，则判断在A相和B相输入电压之间存在不平衡。在步骤(h)中，如果根据步骤(e)和(g)判定第一相和第二相(例如A相和B相)输入电压存在不平衡并且第一相和第三相(例如A相和C相)输入电压也存在不平衡，则判定第一相(例如A相)输入电压故障；如果根据步骤(e)和(g)判定第一相和第二相(例如A相和B相)输入电压存在不平衡并且第一相和第三相(例如A相和C相)输入电压不存在不平衡，则判定第二相(例如B相)输入电压故障；如果根据步骤(e)和(g)判定第一相和第二相(例如A相和B相)输入电压不存在不平衡并且第一相和第三相(例如A相和B相)输入电压存在不平衡，则判定第三相(例如C相)输入电压故障；否则，判定为非输入电压故障。

如图2所示，检测并联的N个同种交流滤波器失谐的装置2的处理器20还分别适于完成图1中的步骤(f)、(g)和(h)。

结合对交流滤波器的输入电压故障的判断，根据图1的方法还包括：在步骤(i)中，在N个交流滤波器中的每一个的三相的电流平均值中选择第一中间值；具体来说，就第一交流滤波器而言，其三相的电流平均值为I_A1，I_B1，和I_C1，对该三个电流平均值做比较，取其中间的那个电流平均值作为第一中间值I_Median1；就第二交流滤波器而言，其三相的电流平均值为I_A2，I_B2，和I_C2，比较后取其中间值/3作为第一中间值I_Median2；……；就第N交流滤波器而言，其三相的电流平均值为I_AN，I_BN，和I_CN，比较后取其中间值作为第一中间值I_MedianN。在步骤(j)中，对于N个交流滤波器中的每一个，将其第一中间值与该交流滤波器的三相电流平均值作比较得到三个第三差值；具体来说，就第一交流滤波器而言，其三相的电流平均值为I_A1，I_B1，和I_C1及其第一中间值为I_Median1，分别计算I_A1-I_Median1，I_B1-I_Median1，和I_C1-I_Median1的绝对值作为三个第三差值I3_{_diff1A}，I3_{_diff1B}，……,I3_{_diff1C}；就第二交流滤波器而言，其三相的电流平均值为I_A2，I_B2，和I_C2及其第一中间值为I_Median2，分别计算I_A2I_Median2，I_B2-I_Median2，和I_C2-I_Median2的绝对值作为三个第三差值I3_{_diff2A}，I3_{_diff2B}，……,I3_{_diff2C}；……；就第N交流滤波器而言，其三相的电流平均值为I_AN，I_BN，和I_CN及其第一中间值为I_MedianN，分别计算I_AN-I_MedianN，I_BN-I_MedianN，和I_CN-I_MedianN的绝对值作为三个第三差值I3_{_diffNA}，I3_{_diffNB}，……,I3_{_diffNC}。在步骤(k)中，如果对应所述N个交流滤波器中的一个的三个第三差值中的某个超出所述预定阈值并且如果所述步骤(h)判定为非输入电压故障，则判定所述交流滤波器的相应相存在失谐；具体来说，如果对应于第一交流滤波器的三个第三差值I3_{_diff1A}，I3_{_diff1B}，……,I3_{_diff1C}中的I3_{_diff1A}超出阈值I_ε并且上述步骤(h)判定A相输入电压无故障，则判定第一交流滤波器的A相存在失谐，如果对应于第一交流滤波器的三个第三差值I3_{_diff1A}，I3_{_diff1B}，……,I3_{_diff1C}中的I3_{_diff1B}超出阈值I_ε并且上述步骤(h)判定B相输入电压无故障，则判定第一交流滤波器的B相存在失谐，如果对应于第一交流滤波器的三个第三差值I3_{_diff1A}，I3_{_diff1B}，……,I3_{_diff1C}中的I3_{_diff1C}超出阈值I_ε并且上述步骤(h)判定C相输入电压无故障，则判定第一交流滤波器的C相存在失谐；本领域的技术人员应当理解，上述步骤(k)也适用于判断第二交流滤波器到第N交流滤波器中任何一个的某相的失谐。通过在对交流滤波器各相的输入电压是否存在故障的判断的基础上对交流滤波器避免不对称交流电压造成的误报警。尤其对于无人值守的换流站，误报警将带来非常直接的用户费用增加。

如图2所示，检测并联的N个同种交流滤波器失谐的装置2的处理器20还分别适于完成图1中的步骤(i)，(j)和(k)。

虽然已参照本发明的某些优选实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员应当明白，在不背离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上对其做出各种变化。

Claims

1.一种检测并联的N个交流滤波器失谐的方法，其特征在于包括：

(a)检测所述并联的N个同种交流滤波器中的每一个的三相的电流值并且基于此计算每相的电流方均根值；

(b)在所检测的N个同种交流滤波器的三相的电流方均根值中选择所述N个交流滤波器的第一相的N个电流方均根值；

(c)基于所选择的第一相的N个电流方均根值，确定第一平均值；

(d)将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第二相的N个电流方均根值作比较得到N个第一差值；以及

(e)如果所述N个第一差值都超出预定阈值，则判定第一相和第二相输入电压存在不平衡。

2.如权利要求1所述的检测并联的N个交流滤波器失谐的方法，还包括：

(f)将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第三相的N个电流方均根值作比较得到N个第二差值；

(g)如果所述N个第二差值都超出预定阈值，则判定第一相和第三相输入电压存在不平衡；

(h)如果根据步骤(e)和(g)判定第一相和第二相输入电压存在不平衡并且第一相和第三相输入电压也存在不平衡，则判定第一相输入电压不正常；如果根据步骤(e)和(g)判定第一相和第二相输入电压存在不平衡并且第一相和第三相输入电压不存在不平衡，则判定第二相输入电压不正常；如果根据步骤(e)和(g)判定第一相和第二相输入电压不存在不平衡并且第一相和第三相输入电压存在不平衡，则判定第三相输入电压不正常；否则，判定为非输入电压不正常。

3.如权利要求2所述的检测并联的N个交流滤波器失谐的方法，还包括：

(i)在所述N个交流滤波器中的每一个的三相的电流平均值中选择第一中间值；

(j)对于所述N个交流滤波器中的每一个，将其第一中间值与该交流滤波器的三相电流均方根值作比较得到三个第三差值；以及

(k)如果对应所述N个交流滤波器中的一个的三个第三差值中的某个超出所述预定阈值并且如果所述步骤(h)判定为非输入电压不正常，则判定所述交流滤波器的相应相存在失谐。

4.一种检测并联的N个交流滤波器失谐的装置，其特征在于包括：

多个检测部件，其分别检测所述N个交流滤波器中的每一个的三相的电流值；和

处理器，其适于在所检测的N个交流滤波器的三相的电流平均值中选择所述N个交流滤波器的第一相的N个电流平均值；基于所选择的第一相的N个电流平均值，确定第一平均值；将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第二相的N个电流平均值作比较得到N个第一差值；以及如果所述N个第一差值都超出预定阈值，则判定第一相和第二相输入电压存在不平衡。

5.如权利要求4所述的检测并联的N个交流滤波器失谐的装置，其中：

所述处理器还适于将所确定的第一平均值分别与所检测的所述N个交流滤波器的第三相的N个电流平均值作比较得到N个第二差值；如果所述N个第二差值都超出预定阈值，则判定第一相和第三相输入电压存在不平衡；如果判定第一相和第二相输入电压存在不平衡并且第一相和第三相输入电压也存在不平衡，则判定第一相输入电压故障；如果判定第一相和第二相输入电压存在不平衡并且第一相和第三相输入电压不存在不平衡，则判定第二相输入电压故障；如果判定第一相和第二相输入电压不存在不平衡并且第一相和第三相输入电压存在不平衡，则判定第三相输入电压故障；否则，判定为非输入电压故障。

6.如权利要求5所述的检测并联的N个交流滤波器失谐的装置，其中：

所述处理器还适于在所述N个交流滤波器中的每一个的三相的电流平均值中选择第一中间值；对于所述N个交流滤波器中的每一个，将其第一中间值与该交流滤波器的三相电流平均值作比较得到三个第三差值；以及如果对应所述N个交流滤波器中的一个的三个第三差值中的某个超出所述预定阈值并且如果所述判定为非输入电压故障，则判定所述交流滤波器的相应相存在失谐。