一种电容器故障预警方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及数据处理，具体涉及一种电容器故障预警方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、电容器作为电力系统中关键的无功补偿设备，对电能质量的改善、功率因数的提升及系统电压稳定性具有重要作用。通过合理配置电容器组，可以在不同负荷工况下对系统进行无功功率补偿，从而优化系统电压质量、降低线路损耗，保障电网的安全、稳定运行。然而，由于电力系统无功需求的动态变化，电容器组需要频繁投切，这提高了电容器组发生击穿等故障的风险。此外，电容器在长时间运行过程中可能会出现介质老化问题，这会逐渐削弱电容器的绝缘性能，导致击穿故障的发生频率增加，并有可能引发严重的安全事故，如爆炸或火灾。因此，对电容器健康状态的监测和故障的早期预警，对于防止故障扩大、减少设备损坏及保障电力系统的安全稳定运行至关重要。

2、现有的电容器故障诊断方法主要包括极对壳绝缘检测、电容值测量和介损测量等。然而，这些检测方法通常要求电容器组停电后进行定期的例行试验，但这种方式存在多方面的局限性。首先，停电试验需要大量设备停电，不仅增加了运维人员的工作量，还带来较高的安全风险。对于设备运维量较大的场合，在用电高峰期通常难以提供足够的停电窗口，导致部分例行试验周期可能会延误。此外，检测周期一般为六年，周期较长，这使得无法对设备进行实时监控，从而难以在故障初期及时发现问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种电容器故障预警方法、装置、电子设备及存储介质。通过实施本发明能够在不停电检修的情况下，对电容器进行故障的早期预警，从而提高了电容器组的运行安全性。

2、本发明一实施例提供了一种电容器故障预警方法，包括：获取在观测时间内按照预设采样频率采集的电容器组所连母线的三相电压以及电容器组的三相电流；

3、根据所述三相电流，计算每一采样时间点下的相间电流比值；

4、根据每一采样时间点下，所述三相电压中电压差最大的两个电压，计算每一采样点下的母线电压不平衡率；

5、在确定相间电流比值不处于预设的安全阈值区间内，且母线电压不平衡率不小于预设的电压平衡阈值的情况下，发出告警信号。

6、进一步的，所述根据所述三相电流，计算每一采样时间点下的相间电流比值，包括：

7、计算每一采样时间点下，三相电流两两之间的电流比值，得到每一采样时间点下的相间电流比值。

8、进一步的，所述根据每一采样时间点下，所述三相电压中电压差最大的两个电压，计算每一采样点下的母线电压不平衡率，包括：

9、计算每一采样时间点下三相电压的平均值，作为对应采样时间点的电压平均值；

10、根据所述电压平均值以及三相电压中电压差最大的两个电压，通过以下公式计算每一采样点下的母线电压不平衡率：

11、

12、其中，ub为母线电压不平衡率；u1和u2为三相电压中电压差最大的两个电压；为电压平均值。

13、进一步的，所述安全阈值区间通过以下方式计算：

14、获取电容值的合格范围标准，额定电抗率；

15、根据所述合格范围标准以及所述额定电抗率，计算生成电容器的合格变化率；

16、根据电容器的合格变化率，计算生成安全阈值区间。

17、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例。

18、本发明一实施例提供了一种电容器故障预警装置，包括：观测数据获取模块、相间电流比值计算模块、母线电压不平衡率计算模块和故障预警模块。

19、所述观测数据获取模块，用于获取在观测时间内按照预设采样频率采集的电容器组所连母线的三相电压以及电容器组的三相电流。

20、所述相间电流比值计算模块，用于根据所述三相电流，计算每一采样时间点下的相间电流比值。

21、所述母线电压不平衡率计算模块，用于根据每一采样时间点下，所述三相电压中电压差最大的两个电压，计算每一采样点下的母线电压不平衡率。

22、所述故障预警模块，用于在确定相间电流比值不处于预设的安全阈值区间内，且母线电压不平衡率不小于预设的电压平衡阈值的情况下，发出告警信号。

23、进一步的，母线电压不平衡率计算模块，所述根据每一采样时间点下，所述三相电压中电压差最大的两个电压，计算每一采样点下的母线电压不平衡率，包括：

24、计算每一采样时间点下三相电压的平均值，作为对应采样时间点的电压平均值；

25、根据所述电压平均值以及三相电压中电压差最大的两个电压，通过以下公式计算每一采样点下的母线电压不平衡率：

26、

27、其中，ub为母线电压不平衡率；u1和u2为三相电压中电压差最大的两个电压；为电压平均值。

28、进一步的，相间电流比值计算模块，所述根据所述三相电流，计算每一采样时间点下的相间电流比值，包括：

29、计算每一采样时间点下，三相电流两两之间的电流比值，得到每一采样时间点下的相间电流比值。

30、进一步的，故障预警模块，所述安全阈值区间通过以下方式计算：

31、获取电容值的合格范围标准，额定电抗率；

32、根据所述合格范围标准以及所述额定电抗率，计算生成电容器的合格变化率；

33、根据电容器的合格变化率，计算生成安全阈值区间。

34、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了电子设备项实施例。

35、本发明一实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时可实现上述方法项实施例中任一项所述电容器故障预警方法。

36、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了存储介质项实施例。

37、本发明一实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现上述方法项实施例中任一项所述电容器故障预警方法。

38、与现有技术对比，本发明具有如下有益效果：

39、本发明实施例提供一种电容器故障预警方法、装置、电子设备及存储介质。所述方法依托于电容器故障会引发电容器电容量变化，随之影响电容器组整体阻抗变化，最终造成三相电流不平衡这一技术前提。通过监测这种不平衡电流，本发明能够识别电容器组电容值的变化，进而判断电容器组的健康状态。具体而言，本发明通过分析电容器组所连母线的三相电压和电容器组的三相电流，计算相间电流比值和母线电压不平衡率，并通过判断相间电流比值和母线电压不平衡率是否处于安全阈值内，能够有效识别电容器故障的征兆，及时发出故障预警信号。这种方法可以实时发现电容器电容量衰减的问题，解决了现有故障诊断方法因检测周期长、停电操作复杂而导致故障无法早期发现的问题，从而提高了电容器组的运行安全性，并增强了电力系统的稳定性。

技术特征：

1.一种电容器故障预警方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电容器故障预警方法，其特征在于，所述根据所述三相电流，计算每一采样时间点下的相间电流比值，包括：

3.如权利要求2所述的电容器故障预警方法，其特征在于，所述根据每一采样时间点下，所述三相电压中电压差最大的两个电压，计算每一采样点下的母线电压不平衡率，包括：

4.如权利要求3所述的电容器故障预警方法，其特征在于，所述安全阈值区间通过以下方式计算：

5.一种电容器故障预警装置，其特征在于，包括：观测数据获取模块、相间电流比值计算模块、母线电压不平衡率计算模块和故障预警模块；

6.如权利要求5所述的电容器故障预警装置，其特征在于，母线电压不平衡率计算模块，所述根据每一采样时间点下，所述三相电压中电压差最大的两个电压，计算每一采样点下的母线电压不平衡率，包括：

7.如权利要求6所述的电容器故障预警装置，其特征在于，相间电流比值计算模块，所述根据所述三相电流，计算每一采样时间点下的相间电流比值，包括：

8.如权利要求7所述的电容器故障预警装置，其特征在于，故障预警模块，所述安全阈值区间通过以下方式计算：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时可实现权利要求1至4中任一项所述电容器故障预警方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该计算机程序被处理器执行时可实现权利要求1至4中任一项所述电容器故障预警方法。

技术总结
本发明公开了一种电容器故障预警方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取在观测时间内按照预设采样频率采集的电容器组所连母线的三相电压以及电容器组的三相电流；根据所述三相电流，计算每一采样时间点下的相间电流比值；根据每一采样时间点下，所述三相电压中电压差最大的两个电压，计算每一采样点下的母线电压不平衡率；在确定相间电流比值不处于预设的安全阈值区间内，且母线电压不平衡率不小于预设的电压平衡阈值的情况下，发出告警信号。通过实施本发明能够提高电容器组的运行安全性。

技术研发人员：马志钦,饶章权,蔡玲珑,李端姣,许斯滨,孙文星,姜烁,周丹,林春耀,廖梓豪,洪锦韩
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20