一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置，包括第1至第9電流傳感器、電流變換電路、電壓變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、顯示器、鍵盤和電源模塊；其有益效果是：使用本實(shí)用新型時(shí)無(wú)需停電即可了解電力電容器組的運(yùn)行狀況，減少了設(shè)備停電對(duì)客戶及供電可靠性的不良影響，避免了繁雜的刀閘切換操作；本實(shí)用新型更加切合電力電容器組運(yùn)行和檢修條件，其能及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，提高監(jiān)測(cè)的有效性；本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)反映電力電容器組的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、預(yù)防供電事故、保證安全供電起到了很好的作用克服傳統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)帶來(lái)的盲目性。
【專利說(shuō)明】一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)高壓電力電容器監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓并聯(lián)電容器組裝置是目前電力系統(tǒng)中極為重要的無(wú)功電源，對(duì)于改善電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高電能質(zhì)量起著舉足輕重的作用。主要作用是為電力系統(tǒng)提供無(wú)功功率，減少線路損耗，改善電壓質(zhì)量，提高設(shè)備利用率。電力電容器作為一種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，變電站通常采用高壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，將補(bǔ)償電容器接在變電站1kV或35kV母線上，補(bǔ)償變電站母線側(cè)所有線路及變壓器上的無(wú)功功率，使用中往往與有載調(diào)壓變壓器配合，可進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
[0003]近年來(lái)，35kV高壓并聯(lián)電容器組在日常運(yùn)行中常出現(xiàn)電容器損壞、甚至群爆群傷的現(xiàn)象，其故障率偏高，直接威脅到500kV電力設(shè)備的安全及運(yùn)維人員的人身安全，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓明顯波動(dòng)，有功、無(wú)功損耗增加，電容器使用壽命降低，影響電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能實(shí)時(shí)在線反映電容器的損壞程度并進(jìn)行故障前預(yù)先警示的35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置，包括第I至第9電流傳感器、電流變換電路、電壓變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、顯示器、鍵盤和電源模塊；所述第I至第9電流傳感器分別套裝在需要檢測(cè)電容量的高壓并聯(lián)電容器的套管底部；所述第I至第9電流傳感器的輸出端分別接所述電流變換電路的相應(yīng)輸入端；所述電壓變換電路的輸入端接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器的輸出端；所述電流變換電路和電壓變換電路的輸出端分別接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的相應(yīng)輸入端；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端接所述微處理器的相應(yīng)輸入端；所述顯示器和鍵盤分別與所述微處理器的相應(yīng)端口相連接；所述電流變換電路、電壓變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示器的電源端分別接所述電源模塊的相應(yīng)輸出端。
[0006]所述電流變換電路包括電流互感器TAl、電阻R1-R4和電容C1-C2 ；
[0007]所述電流互感器TAl輸入端的正極IAl分別接所述第I至第9電流傳感器的I腳；所述電流互感器TAl輸入端的負(fù)極IA2分別接所述第I至第9電流傳感器的3腳；
[0008]所述電阻R3與電阻R4串聯(lián)后接在所述電流互感器TAl輸出端的正極OAl與負(fù)極0A2之間；所述電阻R3與電阻R4的節(jié)點(diǎn)REFO接所述電源模塊的2.4V電壓輸出端；
[0009]所述電阻Rl與電容Cl串聯(lián)后接在電流互感器TAl輸出端的正極OAl與地之間；所述電阻Rl與電容Cl的節(jié)點(diǎn)VlP接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的電流輸入端；
[0010]所述電阻R2與電容C2串聯(lián)后接在電流互感器TAl輸出端的負(fù)極0A2與地之間；所述電阻Rl與電容Cl的節(jié)點(diǎn)VlN接地。
[0011]所述電壓變換電路包括電流互感器TA2、電阻R5-R10和電容C5-C6 ；
[0012]所述電流互感器TA2輸入端的正極經(jīng)所述電阻R5接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器二次繞組的正極；所述電流互感器TA2輸入端的負(fù)極接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器二次繞組的負(fù)極；
[0013]所述電阻R6接在所述電流互感器TA2輸出端的正極與負(fù)極之間；
[0014]所述電阻R7與電阻RlO串聯(lián)后接在所述電流互感器TA2輸出端的正極與所述電源模塊的2.4V電壓輸出端之間；所述電阻R7與電阻RlO的節(jié)點(diǎn)V2P分兩條支路，其中一條支路接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的電壓輸入端，另一條支路經(jīng)所述電容C5接地；
[0015]所述電阻R8與電阻R9串聯(lián)后接在所述電流互感器TA2輸出端的負(fù)極與所述電源模塊的2.4V電壓輸出端之間；所述電阻R8與電阻R9的節(jié)點(diǎn)V2N分兩條支路，其中一條支路接地，另一條支路經(jīng)所述電容C6接地。
[0016]所述第I至第9電流傳感器的型號(hào)均為L(zhǎng)HK-2000 ;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的型號(hào)為AD7656 ;所述微處理器的型號(hào)為AT91SAM9260 ;所述電源模塊的型號(hào)為ICE2A165。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:1、使用本實(shí)用新型時(shí)無(wú)需停電即可了解電力電容器組的運(yùn)行狀況，減少了設(shè)備停電對(duì)客戶及供電可靠性的不良影響，避免了繁雜的刀閘切換操作。雖然設(shè)備安裝增加了運(yùn)行投資成本，但與節(jié)約的人力、物力和提高運(yùn)行安全性相比，長(zhǎng)期效應(yīng)無(wú)疑是顯著的。
[0018]2、本實(shí)用新型更加切合電力電容器組運(yùn)行和檢修條件，在線監(jiān)測(cè)是電力電容器組在正常運(yùn)行的下進(jìn)行的，本實(shí)用新型能及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，克服傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)周期性長(zhǎng)、時(shí)間集中的不足，提高監(jiān)測(cè)的有效性。
[0019]3、本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)反映電力電容器組的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、預(yù)防供電事故、保證安全供電起到了很好的作用，可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益都很高，而且電力電容器組在線監(jiān)測(cè)得到的大量數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)的判斷分析可以為電力設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修提供可靠依據(jù)，克服傳統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)帶來(lái)的盲目性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的電流變換電路原理圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型的電壓變換電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]由圖1-3所示的實(shí)施例可知，它包括第I至第9電流傳感器、電流變換電路、電壓變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、顯示器、鍵盤和電源模塊；所述第I至第9電流傳感器分別套裝在需要檢測(cè)電容量的高壓并聯(lián)電容器的套管底部；所述第I至第9電流傳感器的輸出端分別接所述電流變換電路的相應(yīng)輸入端；所述電壓變換電路的輸入端接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器的輸出端；所述電流變換電路和電壓變換電路的輸出端分別接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的相應(yīng)輸入端；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端接所述微處理器的相應(yīng)輸入端；所述顯示器和鍵盤分別與所述微處理器的相應(yīng)端口相連接；所述電流變換電路、電壓變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示器的電源端分別接所述電源模塊的相應(yīng)輸出端。
[0024]所述電流變換電路包括電流互感器TAl、電阻R1-R4和電容C1-C2 ；
[0025]所述電流互感器TAl輸入端的正極IAl分別接所述第I至第9電流傳感器的I腳；所述電流互感器TAl輸入端的負(fù)極IA2分別接所述第I至第9電流傳感器的3腳；
[0026]所述電阻R3與電阻R4串聯(lián)后接在所述電流互感器TAl輸出端的正極OAl與負(fù)極0A2之間；所述電阻R3與電阻R4的節(jié)點(diǎn)REFO接所述電源模塊的2.4V電壓輸出端；
[0027]所述電阻Rl與電容Cl串聯(lián)后接在電流互感器TAl輸出端的正極OAl與地之間；所述電阻Rl與電容Cl的節(jié)點(diǎn)VlP接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的電流輸入端；
[0028]所述電阻R2與電容C2串聯(lián)后接在電流互感器TAl輸出端的負(fù)極0A2與地之間；所述電阻Rl與電容Cl的節(jié)點(diǎn)VlN接地。
[0029]所述電壓變換電路包括電流互感器TA2、電阻R5-R10和電容C5-C6 ；
[0030]所述電流互感器TA2輸入端的正極經(jīng)所述電阻R5接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器二次繞組的正極；所述電流互感器TA2輸入端的負(fù)極接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器二次繞組的負(fù)極；
[0031]所述電阻R6接在所述電流互感器TA2輸出端的正極與負(fù)極之間；
[0032]所述電阻R7與電阻RlO串聯(lián)后接在所述電流互感器TA2輸出端的正極與所述電源模塊的2.4V電壓輸出端之間；所述電阻R7與電阻RlO的節(jié)點(diǎn)V2P分兩條支路，其中一條支路接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的電壓輸入端，另一條支路經(jīng)所述電容C5接地；
[0033]所述電阻R8與電阻R9串聯(lián)后接在所述電流互感器TA2輸出端的負(fù)極與所述電源模塊的2.4V電壓輸出端之間；所述電阻R8與電阻R9的節(jié)點(diǎn)V2N分兩條支路，其中一條支路接地，另一條支路經(jīng)所述電容C6接地。
[0034]所述第I至第9電流傳感器的型號(hào)均為L(zhǎng)HK-2000 ;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的型號(hào)為AD7656 ;所述微處理器的型號(hào)為AT91SAM9260 ;所述電源模塊的型號(hào)為ICE2A165。
[0035]本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:
[0036]利用第I至第9電流傳感器將高壓并聯(lián)電容器組的電容器上的電流耦合成電流信號(hào)，同時(shí)對(duì)放電線圈的二次側(cè)電壓采取并聯(lián)方式獲取電壓，將采集到的電流量和電壓量分別經(jīng)過(guò)電流變換電路和電壓變換電路后，經(jīng)低通濾波以及信號(hào)調(diào)理后至微處理器，完成對(duì)高壓并聯(lián)電容器組的電容電流和相電壓的采集和存儲(chǔ)。
[0037]電流變換電路是利用5A/2.5mA電流互感器，將電容器單體接線柱上的大電流轉(zhuǎn)換為小電流，然后將該小電流通過(guò)電阻Rl、R3轉(zhuǎn)化為電壓輸出，Vlp端輸出量即為電流變換電路變換后的電氣量。
[0038]放電線圈中電壓互感器的電壓通過(guò)精度±1%的IlOkQ電阻R5將相電壓轉(zhuǎn)換為電流，接入非線性度小于0.1%的2mA/2mA電流互感器，之后利用電阻R6將次級(jí)電流轉(zhuǎn)化為電壓輸出，二次側(cè)的差分電壓信號(hào)為-0.1V^+Ο.1V，其中V2P端輸出量為經(jīng)電壓變換電路變換后的電氣量。
[0039]本實(shí)用新型實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流過(guò)電容器的相電壓、相電流的有效值及波形數(shù)據(jù)，并把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得出電壓的諧波信息和總諧波畸變率；而且當(dāng)電容器運(yùn)行狀態(tài)超過(guò)電容器的使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以上的數(shù)據(jù)信息會(huì)被自行保存起來(lái)，供以后調(diào)取。監(jiān)測(cè)到的這些信息主要是反映了電力電能質(zhì)量，這些信息可以用來(lái)判斷電容器損壞的原因。本實(shí)用新型實(shí)時(shí)在線反映電容器的損壞程度，提醒維護(hù)人員采取措施防止電容器故障的發(fā)生。
[0040]正常運(yùn)行的電容器組裝置，各臺(tái)電容器上電容電流的有效值基本相等。當(dāng)某臺(tái)電容器發(fā)生故障時(shí)，各臺(tái)電容器的電流以及三相工作電壓都會(huì)引起較大的變化，監(jiān)測(cè)裝置主要是通過(guò)分相實(shí)時(shí)比較各臺(tái)電容器的電流值和電容器的三相電壓值來(lái)監(jiān)測(cè)電容器組的運(yùn)行情況。
【權(quán)利要求】
1.一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括第I至第9電流傳感器、電流變換電路、電壓變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、顯示器、鍵盤和電源模塊；所述第I至第9電流傳感器分別套裝在需要檢測(cè)電容量的高壓并聯(lián)電容器的套管底部；所述第I至第9電流傳感器的輸出端分別接所述電流變換電路的相應(yīng)輸入端；所述電壓變換電路的輸入端接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器的輸出端；所述電流變換電路和電壓變換電路的輸出端分別接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的相應(yīng)輸入端；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端接所述微處理器的相應(yīng)輸入端；所述顯示器和鍵盤分別與所述微處理器的相應(yīng)端口相連接；所述電流變換電路、電壓變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示器的電源端分別接所述電源模塊的相應(yīng)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述電流變換電路包括電流互感器TAl、電阻R1-R4和電容C1-C2 ； 所述電流互感器TAl輸入端的正極IAl分別接所述第I至第9電流傳感器的I腳；所述電流互感器TAl輸入端的負(fù)極IA2分別接所述第I至第9電流傳感器的3腳； 所述電阻R3與電阻R4串聯(lián)后接在所述電流互感器TAl輸出端的正極OAl與負(fù)極0A2之間；所述電阻R3與電阻R4的節(jié)點(diǎn)REFO接所述電源模塊的2.4V電壓輸出端； 所述電阻Rl與電容Cl串聯(lián)后接在電流互感器TAl輸出端的正極OAl與地之間；所述電阻Rl與電容Cl的節(jié)點(diǎn)VlP接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的電流輸入端； 所述電阻R2與電容C2串聯(lián)后接在電流互感器TAl輸出端的負(fù)極0A2與地之間；所述電阻Rl與電容Cl的節(jié)點(diǎn)VlN接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述電壓變換電路包括電流互感器TA2、電阻R5-R10和電容C5-C6 ； 所述電流互感器TA2輸入端的正極經(jīng)所述電阻R5接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器二次繞組的正極；所述電流互感器TA2輸入端的負(fù)極接高壓并聯(lián)電容器組放電線圈中電壓互感器二次繞組的負(fù)極； 所述電阻R6接在所述電流互感器TA2輸出端的正極與負(fù)極之間； 所述電阻R7與電阻RlO串聯(lián)后接在所述電流互感器TA2輸出端的正極與所述電源模塊的2.4V電壓輸出端之間；所述電阻R7與電阻RlO的節(jié)點(diǎn)V2P分兩條支路，其中一條支路接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的電壓輸入端，另一條支路經(jīng)所述電容C5接地； 所述電阻R8與電阻R9串聯(lián)后接在所述電流互感器TA2輸出端的負(fù)極與所述電源模塊的2.4V電壓輸出端之間；所述電阻R8與電阻R9的節(jié)點(diǎn)V2N分兩條支路，其中一條支路接地，另一條支路經(jīng)所述電容C6接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種35kV高壓并聯(lián)電力電容器組介損在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述第I至第9電流傳感器的型號(hào)均為L(zhǎng)HK-2000 ;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的型號(hào)為AD7656 ;所述微處理器的型號(hào)為AT91SAM9260 ;所述電源模塊的型號(hào)為ICE2A165。
【文檔編號(hào)】G01R27/26GK203941238SQ201420357110
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】孫鵬, 付煒平, 楊立軍, 祖樹濤, 陳舒捷 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司