CN105717352A - 一种电容器塔电容的电压检测单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容器塔电容的电压检测单元，用于检测电容器塔电容，电容器塔电容具有两个连接端子，包括有通过两个连接端子与电容器塔电容并联连接的电容分压器、与电容分压器连接AD转换处理电路，在AD转换处理电路输出端连接有无线模块；电容分压器包括有一次电容和二次电容，所述一次电容彼此通过串联或并联连接后与所述二次电容连接，其中串联或并联连接后的一次电容一端连接在其中一个连接端子上，二次电容的一端连接在另一个连接端子上，AD转换处理电路连接在二次电容的两侧。采用分压器来测量电容器塔电容的电压，能够避免直接测量电容器电容两端的高压，具有更好的检测安全性，而且有利于实现对电容器电压的在线实时监测。

Description

一种电容器塔电容的电压检测单元

技术领域

本发明涉及输电技术领域，特别是涉及一种电容器塔电容的电压检测单元。

背景技术

高压直流输电与交流输电相比，具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点，其具有的技术、经济优势，使其在远距离大容量送电、跨大区联网和海底电缆送电方面发挥着重要的作用。

直流滤波器作为高压直流输电系统重要设备，其质量好坏将直接影响到系统的电压和电流质量。直流滤波器由电容器塔、电抗器、电阻器、避雷器、电流互感器以及其他金属连接件、支撑件、防护件等组成。直流滤波器装置故障最主要是电容器的故障，几乎占到装置故障的90％以上。

高压电容器作为直流滤波器的重要组成部分，决定着直流滤波器的滤波能力。由于高压电容器承受了直流侧的直流压降和大部分谐波压降，容易在运行中发生电击穿而损坏。对于常用的采用H型接线方式的高压电容器组，常通过不平衡电流对电容器进行保护，但有时运行中保护装置出现电容器不平衡电流报警后，申请停电处理，经测量，现场单台电容器电容值以及桥臂电容值均未超标，均合格，并且电容器也能通过耐压试验。对于那些检修完刚投运后，又接近报警值电容器，可想而知没运行多长时间，会再次出现跳闸。这样一来，现场人员总结发现，即使电容器塔上全部为合格电容器，也不能完全保证电容器塔桥臂平衡，必须通过试验检测电容器塔桥臂平衡，才能保证电容器更换检修工作“应修必修，修必修好”。因此，更换完故障电容器后再进行电容器塔桥臂平衡检测项目试验成为电容器故障处理必须要完成的工作，否则根本无法保证检修质量，更造成了设备重复检修、降低了设备可用率。这种不平衡电流发生报警、停电检修又检不到故障，再次投运不久又发生报警的问题严重影响了直流滤波器的正常运行，给检修人员造成极大的困惑，同时也影响了直流输电线路的电能质量。

因此，对高压电容器塔进行有效的监测，根据电容器塔上各电容值的变化采取合理的应对调整措施，以确保不平衡电流在合理的范围内，保障直流滤波器的可靠运行，保证直流输电线路的电能质量显得十分重要。

目前，国内外对直流滤波器上使用的高压电容器运行工况的检查基本以周期性的电容测量及不平衡测量为主，国网内虽有部分换流站开展过滤波器不平衡电流调整策略的相关研究，但仍属于试验阶段，未形成相关技术体系，且对电容值的测量都是停电测量，与带电运行时的值差距较大。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容器塔电容的电压检测单元来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电容器塔电容的电压检测单元，用于检测电容器塔电容，所述电容器塔电容具有两个连接端子，包括有通过两个连接端子与电容器塔电容并联连接的电容分压器、与电容分压器连接用于将电容分压器检测到的电压转换成数字信号的AD转换处理电路，在所述AD转换处理电路输出端连接有用于将处理后的数字信号向外输出的无线模块；所述电容分压器包括有一次电容和二次电容，所述一次电容有多个，彼此通过串联或并联连接后与所述二次电容连接，其中串联或并联连接后的一次电容一端连接在其中一个连接端子上，所述二次电容的一端连接在另一个连接端子上，所述AD转换处理电路连接在二次电容的两侧，所述电容分压器外还设有外壳。

所述电压检测单元可以配置有整流模块、滤波模块、波形特征参数提取模块、存贮模块以及无线模块。常见的波形特征参数是基波幅值，但不限于它。必要时也可以包括基波相位，或其他谐波的幅值、相位，以及最大值、平均值、有效值等参数

优选地，所述电容分压器的电容量小于等于所述电容器塔电容的百分之一。

优选地，所述二次电容的两个端子引出两个电压检测输出端子。

优选地，所述无线模块和所述AD转换处理电路设置在所述外壳之内。

优选地，所述外壳为带有硅橡胶伞裙或环氧伞裙的环氧空心套管或空心瓷套。

优选地，所述外壳内的空隙部分填充有绝缘材料。

优选地，所述两个电压检测输出端子中的一个为接线端子，另一个为底座。

进一步包括电压转换电路，所述电压转换电路设置在所述二次电容与所述AD转换处理电路之间，用于将二次电容两端的电压转换至适当的量程内。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明的电容器塔电容的电压检测单元采用分压器来测量电容器塔电容的电压，从而，能够避免直接测量电容器电容两端的高压，具有更好的检测安全性，而且有利于实现对电容器电压的在线实时监测。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的电容器塔电容的电压检测单元的示意图；

图2是根据本发明一实施例的电容器塔电容的电压检测单元的功能框图；

图3是根据本发明一实施例的电容器塔电容的电压信号处理原理图；

附图标记说明：1-一次电容；2-二次电容；3-外壳,4-AD转换处理电路,5-无线模块，6-电容器塔电容，7-连接端子。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参阅图1所示，一种电容器塔电容的电压检测单元，用于检测电容器塔电容6，电容器塔电容6具有两个连接端子7，包括有通过两个连接端子7与电容器塔电容6并联连接的电容分压器、与电容分压器连接用于将电容分压器检测到的电压转换成数字信号的AD转换处理电路4，其临近所述电容器塔电容6设置，在AD转换处理电路4输出端连接有用于将处理后的数字信号向外输出的无线模块5，其临近所述AD转换处理电路设置；电容分压器包括有一次电容1和二次电容2，一次电容1有多个，彼此通过串联或并联连接后与二次电容2连接，其中串联或并联连接后的一次电容1一端连接在其中一个连接端子7上，二次电容2的一端连接在另一个连接端子7上，AD转换处理电路4连接在二次电容2的两侧，电容分压器外还设有外壳3

从而，本发明的电容器塔电容的电压检测单元采用分压器来测量电容器塔电容的电压，从而，能够避免直接测量电容器塔电容两端的高压，具有更好的检测安全性，而且对于每个电容器塔电容设置一个电压检测单元，将检测到的电压转换为数字信号输出，有利于实现对电容器塔电容电压的在线实时监测。

图2是根据本发明一实施例的电容器塔电容的电压检测单元的功能框图。图2中示出了电容分压器、防雷保护装置、电压互感器、模拟信号放大器、高精度A/D转换、高速处理器及无线发送模块。

图3是根据本发明一实施例的电容器塔电容的电压信号处理原理图。图3左侧部分为防震保护电路，右侧部分为信号转换放大电路。

如图1所示，多个一次电容1与一个二次电容2串联在一起组成电容器，即检测用电容器。在图中，多个一次电容1以串联方式连接在一起。可以理解的是，多个一次电容也能够以串并联方式相互连接。例如，每组两个或三个电容并联之后，再依次串联连接。可以理解的是，二次电容2也可以是由多个电容串并联而组成的。

二次电容2与多个一次电容1串联连接。有利的是，二次电容2与一次电容1可以是相同的电容，从而有利于减少零部件的种类。

具体地，二次电容2与多个一次电容1组合用作分压器，从而通过检测二次电容2两端的电压，来间接检测电容器塔电容6的电压。由此降低所检测电压的压值，提高安全性。可以理解的是，还可以采用电阻分压器、电感分压器等用作分压器。

优选地，由一次电容1和二次电容2组成的电容器的电容量小于等于所述电容器塔电容6的百分之一。更优选地，所述电容器的电容量小于等于所述电容器塔电容6的千分之一。

有利的是，如图1所示，二次电容2与一次电容1都设置在共用的外壳3内。这有利于提高安全性能，且节省安装空间，减少零部件的数量。由此，提高使用可靠性，且降低制造成本。

在一个优选实施例中，外壳3为带有硅橡胶伞裙或环氧伞裙的环氧空心套管。在另一可选实施中，外壳3为空心瓷套。

优选地，外壳3内的空隙部分填充有绝缘材料。

在一个优选实施例中，二次电容的两个端子引出的两个电压检测输出端子。在图1实施例中，两个电压检测输出端子在侧部引出，根据需要，也可以在端部引出。优选地，两个电压检测输出端子中的一个为接线端子，另一个为底座。从而，有利于减少端子的数量，提高可靠性。

在一个优选实施例中，包括如图2所示的多个功能模块，结合图3，从电容分压器上采集的电压值经防雷保护处理后进行电压变换，然后再对信号进行放大处理，送入A/D处理芯片进行处理,处理后的信号转换成数字信号输出至无线发送模块。无线模块再将信号输出至计算机或服务器，进行进一步的处理。

有利的是，所述电压检测单元可以配置有整流模块、滤波模块、波形特征参数提取模块、存贮模块以及无线模块。常见的波形特征参数是基波幅值，但不限于它。必要时也可以包括基波相位，或其他谐波的幅值、相位，以及最大值、平均值、有效值等参数。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种电容器塔电容的电压检测单元，用于检测电容器塔电容(6)，其特征在于：所述电容器塔电容(6)具有两个连接端子(7)，包括有通过两个连接端子(7)与电容器塔电容(6)并联连接的电容分压器、与电容分压器连接用于将电容分压器检测到的电压转换成数字信号的AD转换处理电路(4)，在所述AD转换处理电路(4)输出端连接有用于将处理后的数字信号向外输出的无线模块(5)；所述电容分压器包括有一次电容(1)和二次电容(2)，所述一次电容(1)有多个，彼此通过串联或并联连接后与所述二次电容(2)连接，其中串联或并联连接后的一次电容(1)一端连接在其中一个连接端子(7)上，所述二次电容(2)的一端连接在另一个连接端子(7)上，所述AD转换处理电路(4)连接在二次电容(2)的两侧，所述电容分压器外还设有外壳(3)；所述电容分压器的电容量小于等于所述电容器塔电容(6)的百分之一。

2.如权利要求1所述的电容器塔电容的电压检测单元，其特征在于：所述二次电容(2)的两个端子引出两个电压检测输出端子。

3.如权利要求2所述的电容器塔电容的电压检测单元，其特征在于：所述无线模块(5)和所述AD转换处理电路(4)设置在所述外壳(3)之内。

4.如权利要求3所述的电容器塔电容的电压检测单元，其特征在于：所述外壳(3)为带有硅橡胶伞裙或环氧伞裙的环氧空心套管或空心瓷套。

5.如权利要求4所述的电容器塔电容的电压检测单元，其特征在于，所述外壳(3)内的空隙部分填充有绝缘材料。

6.如权利要求2所述的电容器塔电容的电压检测单元，其特征在于，所述两个电压检测输出端子中的一个为接线端子，另一个为底座。

7.如权利要求1项所述的电容器塔电容的电压检测单元，其特征在于：进一步包括电压转换电路，所述电压转换电路设置在所述二次电容(2)与所述AD转换处理电路(4)之间，用于将二次电容(2)两端的电压转换至适当的量程内。