CN106972491A - 带有多终端监测装置的开关柜谐波抑制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，其技术方案要点是包括谐波监测抑制器本体和连接在谐波监测抑制器本体上的监测机构述监测装置包括微控制器、滤波器和数据采集装置，数据采集模块包括谐波强度传感器及和谐波强度传感器连接在一起的信号放大器，数据采集模块通过滤波器连接在微控制器上，微控制器上连接有信号传输装置，信号传输装置上还连接有监测人员显示操作终端，监测机构通过信号传输装置和监测人员显示操作终端连接在谐波监测抑制器本体上，本发明的优点在于当柜体内谐波强度不大时不启动谐波监测抑制器本体，当发现柜体内谐波强度增大到会影响电网供电质量及电气设备正常工作时，就会启动谐波监测抑制器本体对谐波进行干扰，保证设备正常运转。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气监测调控装置,更具体地说，它涉及一种带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器。
背景技术
在供电系统中谐波电流的出现已经有许多年了。过去，谐波电流是由电气化铁路和工业的直流调速传动装置所用的，由交流变换为直流电的水银整流器所产生的。近年来，产生谐波的设备类型及数量均已剧增，并将继续增长。所以，我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响，以及如何将不良影响减少到最小.所有的非线性负荷都能产生谐波电流，大多数的现代电子设备都使用开关模式电源(SMPS)。它们和老式的设备不同，它们已将传统的降压器和整流器替换成由电源直接经可控制的整流器件去给存贮电容器充电，然后用一种和所需的输出电压及电流相适合的方法输出所需的直流电流。这对于设备制造厂的好处是使用器件的尺寸、价格及重量均可大幅度地降低，它的缺点是不管它是哪一种型号，它都不能从电源汲取连续的电流，而只能汲取脉冲电流。此脉冲电流含有大量的三次及高次谐波的分量，会对配电线路造成如下危害：
1、由于电压畸变，所含的高频成份将造成发电、输电、变电、配电和用设备过热、损耗增大、系统过电压、失控等。工频电流在输电导线截面内是均匀分布的，而高频电流则产生严惩的趋肤效应，使导线有效电阻增大。如300mm2导线，通过工频电流时，靠近中心一半工半面积上的电流密度为平均值的90％，表面一半面积上为100％，这时，电流密度为平均值的90％，表面一半面积上为110％，这时，电流在导体上的总的损耗为内外两部分之和，
Ii2Ri+I02R0＝((0.9/2)I)2.2R+((1.1/2)I)2.2R＝1.01I2R
随着频率的升高，趋肤效应也越来越加显著，有效电阻也越大。300HZ时为1.21倍，420HZ时为1.35I2R。由于电流波形畸变，流过导体的电流除基波外，又增加了高次谐波电流分量。接有大量非线性负载的电网损耗将增大，导体发热更加严重，系统用电设备也将工作不稳定等。
2、中性线：在三相四线制系统中，中性线将受到接在相电压上的非线性负载的影响。在正常情况下，三相线性负载平衡时，中性线的电流为零。当存在非线性负载时，某些高次谐波即奇次谐波会在中性线里叠加起来。如由三次谐波序列构成的负载电流越来越多时，更多的未被抵消的电流将会在中性线中流动。在这种情况下，中性线的过电流还会在中性线和接地线间产生高于正常的电压迭落。旭果中性线电流特别大，甚至超过其导线额定电流的80％，则必须要切除部分次要负载，否则就必须增加中性线的截面积。
3、电力线路，当谐波电流通过架空线时，可能产生串联谐振，甚至造成危险的过电压。电力电缆在谐波电压作用下，其绝缘材料会因所含的少量气体电离并经电气、机械、物理和化学变化而加速老化。绝缘强度降低，泄漏电流增大，使寿命缩短。如正常工频电流电压下，寿命为25年，而在含有五次、七次谐波电流电压作用下，寿命仅为9年。谐波的危害可见一般。高频大幅度谐波还可能引起局部放电，产生内部击穿情况。
综上所述，解决谐波干扰问题在现如今的电气化生产中一个迫在眉睫的问题。
目前，专利号为CN104821585A的中国专利公开了一种开关柜的高次谐波抑制装置，其涉及电气控制开关柜技术领域。其特征在于包含电网、有源谐波调节器和非线性负载，电网通过有源谐波调节器与非线性负载连接。本发明能向电网侧输送一个与非线性负载产生的谐波相反的谐波，从而达到谐波抑制的效果。这种高次谐波抑制装置虽然能在一定程度上起到抑制谐波的作用，但持续输送反向谐波会造成极大的能源消耗，最理想的方法还是持续对开关柜柜体内的谐波情况持续进行监控，时刻监控谐波的变化情况，在谐波强度增大到会影响开关柜系统正常运转时再启动谐波抑制装置进行干预。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，包括基体、谐波监测抑制器本体和连接在谐波监测抑制器本体上的监测机构，所述监测装置包括微控制器、滤波器和数据采集装置，所述数据采集模块包括谐波强度传感器及和谐波强度传感器连接在一起的信号放大器，所述数据采集模块通过滤波器连接在微控制器上，所述微控制器上连接有信号传输装置，所述信号传输装置上还连接有监测人员显示操作终端，所述监测机构通过信号传输装置和监测人员显示操作终端连接在谐波监测抑制器本体上。
作为优选的，所述监测人员显示操作终端和谐波监测抑制器本体之间还设有触发式启动器。
作为优选的，所述信号传输装置为有线信号传输装置和无线信号传输装置。
作为优选的，所述信号传输装置为无线信号传输装置，所述无线信号传输装置通过无线网络连接在云计算库中，所述监测人员显示操作终端包括手机和平板这一类个人移动终端。
作为优选的，所述信号传输装置为有线信号传输装置，所述有线信号传输装置通过有线网络连接在监测人员显示操作终端上，所述监测人员显示操作终端为上位机。
本发明相对现有技术相比具有：通过信号传输装置和监测人员显示操作终端来连接监测机构和谐波监测抑制器本体，能够将开关柜中的谐波强度置与监测人员的掌控之中，当柜体内谐波强度不足以影响电路正常工作时不需要启动谐波监测抑制器本体，当监测人员发现柜体内谐波强度增大到会影响电路及电气设备正常工作时，监测人员就会启动谐波监测抑制器本体对柜体内的谐波进行干扰，保证设备的正常运转。
附图说明
图1为本发明带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器的实施例的结构示意图；
图2为本发明带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器的实施例的工作流程框图。
图中：1、基体；2、谐波强度传感器；3、信号放大器；4、滤波器；5、信号传输装置；51、有线信号传输装置；52、无线信号传输装置；6、监测人员显示操作终端；61、上位机；62、个人移动终端；7、触发式启动器；8、谐波监测抑制器本体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器的实施例做进一步说明。
一种带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，包括基体1、谐波监测抑制器本体8和连接在谐波监测抑制器本体8上的监测机构，监测装置包括微控制器、滤波器4和数据采集装置，数据采集模块包括谐波强度传感器2及和谐波强度传感器2连接在一起的信号放大器3，数据采集模块通过滤波器4连接在微控制器上，微控制器上连接有信号传输装置5，信号传输装置5上还连接有监测人员显示操作终端6，监测机构通过信号传输装置5和监测人员显示操作终端6连接在谐波监测抑制器本体8上。通过信号传输装置5和监测人员显示操作终端6来连接监测机构和谐波监测抑制器本体8，能够将开关柜中的谐波强度置与监测人员的掌控之中，当柜体内谐波强度不足以影响电路正常工作时不需要启动谐波监测抑制器本体8，当监测人员发现柜体内谐波强度增大到会影响电路及电气设备正常工作时，监测人员就会启动谐波监测抑制器本体8对柜体内的谐波进行干扰，保证设备的正常运转。但考虑到人力终有尽时，通过人工进行管控操作难免会有疏漏的时候，一旦电气设备出现谐波过大，往往会照成电容器件发热严重，甚至造成火灾，诱发严重的生产事故。因此在监测人员显示操作终端6和谐波监测抑制器本体8之间还需要设置触发式启动器7。事先可以通过对所监测的设备的物理参数进行推算，算出开关柜所能承受的谐波的最大强度，将这个阈值录入触发式启动器7的电子触发元件里，当其监测到设备内谐波强度超过阈值且监测人员并没有启动谐波监测抑制器本体8时，这个触发式启动器7会自动触发启动谐波监测抑制器本体8，同时，也可以在监测人员显示操作终端6上设置触发式启动器7的手动关闭装置，从而能够在触发式启动器7误启动时能够手动关闭谐波监测抑制器本体8，从而起到节能的效果。
信号传输装置5为有线信号传输装置51和无线信号传输装置52。信号传输装置5为无线信号传输装置52，无线信号传输装置52通过无线网络连接在云计算库中，监测人员显示操作终端6包括手机和平板这一类个人移动终端；信号传输装置5为有线信号传输装置51，有线信号传输装置51通过有线网络连接在监测人员显示操作终端6上，监测人员显示操作终端6为上位机。个人移动终端包括手机、平板、笔记本电脑等移动终端，无线信号发射装置通过无线信号接入互联网络并通过互联网络连接到个人移动终端上。将无线信号发射装置通过无线信号接入互联网络，并通过互联网络将数据采集模块获得的信号直接传输到日常使用的注入手机、平板和笔记本电脑这一类个人数据终端上，就极大地提高了当值人员的自由度，从而不需要安排专人对数据采集模块传输出的信号在专门的工作地点进行监控，只需要将监测任务分配有技术基础的员工进行轮班制即可，大大地降低了人工和物料成本，同时无线网络还连接在云计算库上，云计算库连接着云数据库，可以将监测过程中采集的谐波强度数据记录下来，有助于工程技术人员进行参考并对设备进行改进以进一步提高设备的效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，包括基体、谐波监测抑制器本体和连接在谐波监测抑制器本体上的监测机构，所述监测装置包括微控制器、滤波器和数据采集装置，所述数据采集模块包括谐波强度传感器及和谐波强度传感器连接在一起的信号放大器，所述数据采集模块通过滤波器连接在微控制器上，其特征在于：所述微控制器上连接有信号传输装置，所述信号传输装置上还连接有监测人员显示操作终端，所述监测机构通过信号传输装置和监测人员显示操作终端连接在谐波监测抑制器本体上。
2.根据权利要求1所述的带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，其特征在于：所述监测人员显示操作终端和谐波监测抑制器本体之间还设有触发式启动器。
3.根据权利要求1所述的带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，其特征在于：所述信号传输装置为有线信号传输装置和无线信号传输装置。
4.根据权利要求3所述的带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，其特征在于：所述信号传输装置为无线信号传输装置，所述无线信号传输装置通过无线网络连接在云计算库中，所述监测人员显示操作终端包括手机和平板这一类个人移动终端。
5.根据权利要求3所述的带有多终端监测装置的开关柜谐波监测抑制器，其特征在于：所述信号传输装置为有线信号传输装置，所述有线信号传输装置通过有线网络连接在监测人员显示操作终端上，所述监测人员显示操作终端为上位机。
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