CN105785109A - 一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置 - Google Patents

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陈浩
赵义松
郭铁
高森
应勇
宋云东
牛李
张远博
唐红
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Abstract

本发明属于并联电容器技术领域，尤其涉及一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置。它是由取能单元的一端引出线连接在无线数据采集单元的供电模块上，并将无线数据采集单元直接叠装在串心式电流互感器上，采用一体化封装，将串心式电流互感器、无线数据采集单元及取能单元形成一个整体，套装于并联电容器套管上。本发明合理的采用一体化封的结构设计，在并联电容器不停电条件下测量其电流数据，能保证电容器的电流值稳定、不间断测量并联电容器工作可靠性，结合后台机，对电容器电流值的分析可有效判断电容器的工作状态是否正常。具有结构简单实用、成本低廉的优点，可广泛用于并联电容器组的电流测量。

Description

一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置
技术领域
本发明属于并联电容器技术领域，尤其涉及一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置。
背景技术
并联补偿电容器根据整组容量及单元容量的不同，每组需要的数量也不同，少则几台，多则数百台。由于电容器的工作场强很高，在运行中除长时间承受工作电压外，还受到各种内外过电压作用而逐渐老化。在长期的运行工作中，电容器故障时有发生，甚至发生爆炸、火灾事故，对系统安全运行及检修工作人员人身安全构成了极大的威胁。
近年来状态检修得到了很大程度的认可并积极推广，国内的输变电设备在线监测技术发展迅猛，在线监测应用的规模和技术科研水平都不比国外逊色，因其市场前景相当广阔，使得很多科研机构都加入其中，但目前电容器在线监测的技术和产品存在一些没能解决的根本问题，技术水平停滞不前。
以往电容器电容量在线监测系统采集单只电容器电流，用电缆连接信号采集单元和信号处理单元，这种连接方法会形成一个闭合回路，且面积较大，将会有干扰电流的形成在回路中。电容量在线监测系统的标准源通过电压互感器的二次侧获取，然后通过电缆传输至信号处理单元，利用屏蔽电缆来传输模拟信号可以使得电场干扰问题得到解决，但是无法解决工频磁场干扰问题，如果有不同相位的干扰在传输的电压信号中被叠加，即便幅度很小，也会有相位差的存在，无法保证精确度。电缆传输回路中的导线自身的电阻值及对地分布电容会引起相位的偏移，无法保证测量结果的稳定性。安装维护以及经济实用性。以往系统都不利于标准化、规范化，安装调试都很繁琐，费工费时，检修维护很不方便，一旦有故障，必须由生产厂家来处理，同时成本过高，投资过大，经济实用性较差。
发明内容
为克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种用于并联电容器电流信号测量、采集与取能单元一体化设计的装置，是用于并联电容器电流信号测量、采集与取能单元一体化设计的装置，目的是在电容器不停电情况下，精准的测量其电流信号，实现测量单元、数据采集单元、取能单元一体化成型安装。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置，是由取能单元的一端引出线连接在无线数据采集单元的供电模块上，并将无线数据采集单元直接叠装在串心式电流互感器上，采用一体化封装，将串心式电流互感器、无线数据采集单元及取能单元形成一个整体，套装于并联电容器套管上。
所述无线数据采集单元包括由采集单元、数据处理模块、无线通信模块组成。
所述取能单元包括取能线圈、整流滤波电路、DC-DC转换器。
利用一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置进行测量的方法，包括以下步骤：以串心式电流互感器为测量装置，完成对电流信号的测量；无线数据采集单元完成对电流信号的周期采集与数据转换；取能单元提供稳定的12V电压，完成对供无线数据采集单元的供电。
所述串心式电流传感器对每只电容器流过的电流进行在线实时测量，采用低功耗的无线数据采集单元对传感器变送的电流信号进行采集；无线数据采集单元对电流信号波形进行记录，同时处理计算出电流有效值；利用取能单元从电容器出线上取一次侧电流，通过整流、滤波、稳压等功能电路后供无线数据采集单元用电；中心站控制端，发送无线采集脉冲，启动各无线数据采集单元的同步采集，采集完成后，根据中心站控制端发送的指令，将电流有效值或者电流波形数据上送到中心站控制端；中心站控制端通过串口与工控机相连，工控机运行系统，对设备进行控制，并对得到的电流有效值或者电流波形数据进行处理，显示和存储。
本发明的有益效果是：
本发明以串心式电流互感器为测量装置，完成对电流信号的测量；无线数据采集单元完成对电流信号的周期采集与数据转换；取能单元提供稳定的12V电压，完成对供无线数据采集单元的供电。为方便现场安装，合理的采用将串心式电流互感器、无线数据采集单元、取能单元一体化封的结构设计。
本发明可以在并联电容器不停电条件下测量其电流数据，由数据采集单元完成数据的周波采集并把采样值转换为有效值，数据采集单元所需的电源由高电位取能单元提供，并将测量单元、无线数据采集单元、取能单元一体化成型封装，该装置能保证电容器的电流值稳定、不间断测量并联电容器工作可靠性，结合后台机，对电容器电流值的分析可有效判断电容器的工作状态是否正常。本发明具有结构简单实用、成本低廉的优点，可广泛用于并联电容器组的电流测量。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：串心式电流互感器1，无线数据采集单元2，取能单元3，并联电容器4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明是一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置，包括测量用串心式电流互感器1、无线数据采集单元2、取能单元3。
实际安装应用时，将取能单元3的一端引出线连接在无线数据采集单元2的供电模块上，并将无线数据采集单元2直接叠装在串心式电流互感器1上，采用一体化封装，将串心式电流互感器1、无线数据采集单元2、取能单元3形成一个整体，套装于并联电容器4套管的根部。无线数据采集单元2包括由采集单元、数据处理模块、无线通信模块组成。取能单元3包括取能线圈、整流滤波电路、DC-DC转换器。
本发明的测量步骤是以串心式电流互感器1为测量装置，完成对电流信号的测量；无线数据采集单元2完成对电流信号的周期采集与数据转换；取能单元3提供稳定的12V电压，完成对供无线数据采集单元的供电。为方便现场安装，采用将串心式电流互感器1、无线数据采集单元2、取能单元3一体化封的设计结构。
实际操作时，采用串心式电流传感器1对每只电容器流过的电流进行在线实时测量，采用低功耗的无线数据采集单元2对传感器变送的电流信号进行采集，无线数据采集单元2对电流信号波形进行记录，同时处理计算出电流有效值。利用取能单元3从电容器出线上取一次侧电流，通过整流、滤波、稳压等功能电路后供无线数据采集单元2用电。中心站控制端，发送无线采集脉冲，启动各无线数据采集单元2的同步采集，采集完成后，根据中心站控制端发送的指令，将电流有效值或者电流波形数据上送到中心站控制端。中心站控制端通过串口与工控机相连，工控机运行系统，对设备进行控制，并对得到的电流有效值或者电流波形数据进行处理，显示和存储。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式，其他的任何为背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置，其特征是：取能单元（3）的一端引出线连接在无线数据采集单元（2）的供电模块上，并将无线数据采集单元（2）直接叠装在串心式电流互感器（1）上，采用一体化封装，将串心式电流互感器（1）、无线数据采集单元（2）及取能单元（3）形成一个整体，套装于并联电容器（4）套管上。
2.根据权利要求1所述的一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置，其特征是：所述无线数据采集单元（2）包括由采集单元、数据处理模块、无线通信模块组成。
3.根据权利要求1所述的一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置，其特征是：所述取能单元（3）包括取能线圈、整流滤波电路、DC-DC转换器。
4.利用如权利要求1所述的一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置进行测量的方法，其特征是：包括以下步骤：
以串心式电流互感器为测量装置，完成对电流信号的测量；
无线数据采集单元完成对电流信号的周期采集与数据转换；
取能单元提供稳定的12V电压，完成对供无线数据采集单元的供电。
5.根据权利要求4所述的一种用于并联电容器电流测量、采集与取能一体化装置进行测量的方法，其特征是：所述串心式电流传感器对每只电容器流过的电流进行在线实时测量，采用低功耗的无线数据采集单元对传感器变送的电流信号进行采集；无线数据采集单元对电流信号波形进行记录，同时处理计算出电流有效值；利用取能单元从电容器出线上取一次侧电流，通过整流、滤波、稳压等功能电路后供无线数据采集单元用电；中心站控制端，发送无线采集脉冲，启动各无线数据采集单元的同步采集，采集完成后，根据中心站控制端发送的指令，将电流有效值或者电流波形数据上送到中心站控制端；中心站控制端通过串口与工控机相连，工控机运行系统，对设备进行控制，并对得到的电流有效值或者电流波形数据进行处理，显示和存储。
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