一种无功补偿装置监测系统
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域,特别是一种无功补偿装置监测系统。
背景技术
无功补偿在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。所以无功补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择无功补偿装置,可以做到最大限度的减少电网的损耗。在400V供电系统中,现有的功率因数控制器无法判别无功补偿装置是否仍有效,也无法判别何时需要更换无功补偿装置,导致无法很好地控制电网的损耗。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于现有技术中存在的问题,提出了本发明。
因此,本发明的目的是提供一种无功补偿装置监测系统,其能够克服现有技术在400V供电系统中,功率因数控制器无法判别无功补偿装置是否仍有效的缺陷。
为解决上述技术问题,本发明提出一种无功补偿装置监测系统,其包括:无功补偿装置,包括低压滤波电抗器以及与其进行连接的低压电力电容器;以及,测控装置,包括与所述无功补偿装置进行电性连接的数据采集模块和输出模块、与所述数据采集模块以及输出模块分别进行连接的控制模块,以及连接在所述控制模块上的监测模块;所述无功补偿装置通过所述低压滤波电抗器与所述测控装置的输出模块进行电性连接;所述数据采集模块实时采集所述无功补偿装置中的电路数据信号,并将所述电路数据信号发送至所述控制模块,所述控制模块将所述电路数据信号发送至所述监测模块,所述监测模块将所述电路数据信号转换成频率信号并将所述频率信号中的频率值与预警值V进行比较,当所述频率信号中的频率值属于所述预警值V的范围区间时,所述监测模块发送报警信号至所述控制模块,所述控制模块在接收报警信号后发送切除信号至所述输出模块,所述输出模块在接收到所述切除信号后断开与所述低压滤波电抗器的电连接。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述输出模块包括继电器;所述无功补偿装置通过所述低压滤波电抗器与所述继电器进行电性连接;所述控制模块在接收报警信号后发送切除信号至所述继电器,所述继电器在接收到切除信号后断开与所述低压滤波电抗器的电连接。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述测控装置还包括显示模块;所述显示模块与所述控制模块连接;当所述频率信号中的频率值属于所述预警值V的范围区间时,所述监测模块发送报警信号至所述控制模块,所述控制模块在接收报警信号后发送显示信号至所述显示模块,并通过所述显示模块显示警告。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述显示模块包括触摸显示屏;所述触摸显示屏与所述控制模块连接;当所述频率信号中的频率值属于所述预警值V的范围区间时,所述监测模块发送报警信号至所述控制模块,所述控制模块在接收报警信号后发送显示信号至所述触摸显示屏,并通过所述触摸显示屏显示警告;所述触摸显示屏还能够接收触摸信号并将所述触摸信号发送至所述控制模块。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述测控装置还包括警示模块;所述警示模块包括与所述控制模块进行连接的发光件和/或发声件;当所述频率信号中的频率值属于所述预警值V的范围区间时,所述监测模块发送报警信号至所述控制模块,所述控制模块在接收报警信号后发送切除信号至所述发光件和/或发声件,并通过所述发光件和/或发声件进行发光警告和/或发声警告。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述预警值V的范围为预设频率值的95%*50N~105%*50N(N∈1、2、3…)。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述测控装置还包括无线收发模块;所述无线收发模块通过服务器与智能终端进行无线连接;所述控制模块能够将其获取的数据信息通过所述无线收发模块实时发送至所述服务器进行储存,并能够通过所述智能终端进行访问或者下载;所述智能终端还能够向所述服务器发送指令信号,并通过所述服务器将所述指令信号下发至所述控制模块,所述控制模块能够根据所述指令信号控制所述测控装置中除控制模块以外的其他各个模块的工作。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述无功补偿装置与所述测控装置分别集成一体,且分别形成两个互相独立的模块化装置;连接在所述无功补偿装置与所述测控装置之间的线路为可拆卸的两段式,该两段式包括位于所述无功补偿装置上的第一电线以及位于所述测控装置上的第二电线;所述第一电线的末端形成第一线芯端头;所述第二电线的末端形成第二线芯端头;所述第二电线与所述第二线芯端头之间通过接线装置进行连接。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述接线装置包括外套管、设置于所述外套管内部的导电对接管,以及设置于所述外套管上的压紧组件;所述外套管的两端分别具有第一穿线口和第二穿线口;所述导电对接管的内部具有纵向贯通的对接通道,所述对接通道包括位于中间的对接区段以及分别位于所述对接区段两端的第一插接区段和第二插接区段;所述对接区段的内径小于所述第一插接区段以及第二插接区段;所述第一线芯端头能够从所述第一穿线口穿过所述第一插接区段,并进入对接区段;所述第二线芯端头能够从所述第二穿线口穿过所述第二插接区段,并进入对接区段;所述压紧组件能够穿过所述外套管以及导电对接管,并对穿入的第一线芯端头以及第二线芯端头分别形成侧向挤压。
作为本发明所述无功补偿装置监测系统的一种优选方案,其中:所述压紧组件包括对称设置的第一联动组和第二联动组,以及连接在两者之间的调节件;所述第一联动组包括铰接在所述外套管上并沿周向分布的多个挤压块、滑动套设于所述外套管外围的滑环、铰接在各个挤压块与滑环之间的多个连接块,以及固定于所述滑环外侧面上的多个螺杆;所述挤压块穿过所述外套管以及导电对接管,且其内端头具有向对接区段弯折靠拢的趋势;所述第二联动组与所述第一联动组结构相同,且两者的螺杆互相一一正对,分别通过一个对应的调节件进行连接。
本发明的有益效果:本发明提供了一种无功补偿装置监测系统,所述无功补偿装置监测系统中的功率因数控制器可实时监测无功补偿装置是否仍有效,如否就发出警告要求工作人员更换无功补偿装置,从而避免供电系统发生振荡,保护供电系统正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为第一种实施方式的无功补偿装置监测系统拓扑图。
图2为第二种实施方式的无功补偿装置监测系统拓扑图。
图3为第三种实施方式的无功补偿装置监测系统拓扑图。
图4为第四种实施方式的无功补偿装置监测系统拓扑图。
图5为模块化的无功补偿装置与测控装置连接示意图。
图6为模块化的无功补偿装置与测控装置通过本发明的接线装置进行连接的示意图。
图7为接线装置的正视图。
图8为接线装置的侧视图及其A-A向剖面图。
图9为接线装置的侧视图及其B-B向剖面图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
参照图1,为本发明的一个实施例,该实施例提供了一种无功补偿装置监测系统,其用于400V供电系统。所述无功补偿装置监测系统包括无功补偿装置100和测控装置200。
测控装置200为无功补偿装置100的功率因数控制器,其能给个实时监测无功补偿装置100是否仍有效,如否则发出警告要求工作人员更换无功补偿装置100,从而避免供电系统发生振荡,保护供电系统正常运行。
本发明的无功补偿装置100包括低压滤波电抗器101以及低压电力电容器102,所述低压滤波电抗器101与低压电力电容器102进行连接。
测控装置200包括与无功补偿装置100进行电性连接的数据采集模块201和输出模块202、与数据采集模块201以及输出模块202分别进行连接的控制模块203,以及连接在控制模块203上的监测模块204;无功补偿装置100通过低压滤波电抗器101与测控装置200的输出模块202进行电性连接。
数据采集模块201能够采集无功补偿装置100中的电路数据信号,该电路数据信号包括但不限于电流信号、电压信号。
输出模块202具有电路连接以及线路通断控制的功能。
控制模块203与其他各个模块进行信息交互,并具有控制与通信的功能。
监测模块204用于对来自控制模块203的信息进行逻辑判断,并将逻辑判断的结果反馈给控制模块203,通过控制模块203向其他模型做出控制指令。
基于上述,本发明的监测系统的工作过程如下:
数据采集模块201实时采集无功补偿装置100中的电路数据信号(电流信号、电压信号等),并将该电路数据信号发送至控制模块203;控制模块203将电路数据信号发送至监测模块204,通过监测模块204将电路数据信号转换成频率信号并将该频率信号中的频率值与预警值V进行比较;
当频率信号中的频率值属于预警值V的范围区间时,监测模块204发送报警信号至控制模块203;控制模块203在接收报警信号后发送切除信号至输出模块202,输出模块202在接收到切除信号后断开与低压滤波电抗器101的电连接;
当频率信号中的频率值不属于预设频率值的所述范围区间时,监测模块204不发送任何信号至控制模块203。
进一步的,本发明的输出模块202包括继电器202a,无功补偿装置100通过低压滤波电抗器101与继电器202a进行电性连接。在上述工作过程中,当频率信号中的频率值属于预警值V的范围区间时,监测模块204发送报警信号至控制模块203,控制模块203在接收报警信号后发送切除信号至继电器202a,继电器202a在接收到切除信号后断开与低压滤波电抗器101的电连接。
进一步的,如图2,本发明的测控装置200还包括显示模块205。
显示模块205与控制模块203连接;当频率信号中的频率值属于预警值V的范围区间时,监测模块204发送报警信号至控制模块203,控制模块203在接收报警信号后发送显示信号至显示模块205,并通过显示模块205显示警告。
优选的,显示模块205包括触摸显示屏205a,可进进行触屏控制。触摸显示屏205a与控制模块203连接。
当频率信号中的频率值属于预警值V的范围区间时,监测模块204发送报警信号至控制模块203,控制模块203在接收报警信号后发送显示信号至触摸显示屏205a,并通过触摸显示屏205a显示警告,所述触摸显示屏205a显示警告并提示工作人员切除和更换故障的无功补偿装置100;
当频率信号中的频率值不属于预设频率值的所述范围区间时,监测模块204不发送任何信号至控制模块203,所述触摸显示屏205a一直显示正常。
当切除无功补偿装置100并更换好新的无功补偿装置100后,工作人员可通过点击触摸所述触摸显示屏205a上的reset键来再次投入使用新的无功补偿装置100,从而使该组无功补偿装置100重新正常运行。当工作人员点击触摸所述触摸显示屏205a时,所述触摸显示屏205a能够接收触摸信号并将该触摸信号发送至控制模块203,从而实现对监测模块204或输出模块202的操作,所述触摸显示屏205a为用户提供更好的人机交互。
进一步的,如图3,本发明的测控装置200还包括警示模块206。
警示模块206包括与控制模块203进行连接的发光件206a和/或发声件206b;发光件206a可以采用现有的LED灯、警报灯或者其他能够产生亮光并使人警觉的发光构件;发声件206b可以采用扬声器等能够产生声音并使人警觉的发声构件。
当频率信号中的频率值属于预警值V的范围区间时,监测模块204发送报警信号至控制模块203,控制模块203在接收报警信号后发送警示信号至发光件206a和/或发声件206b,并通过发光件206a和/或发声件206b进行发光警告和/或发声警告。
进一步的,上述的预警值V的范围为预设频率值的95%*50N~105%*50N(N∈1、2、3…)。也即:当频率信号中的频率值属于预设频率值的95%*50N~105%*50N(N为1、2、3…)的范围区间时,监测模块204发送报警信号至控制模块203;控制模块203在接收报警信号后发送相应的指令信号至对应的模块,且对应的模块在接收到指令信号时能够发生相应的动作(例如切断、显示、发光、发声等)。
进一步的,如图4,还包括测控装置200还包括无线收发模块207。
无线收发模块207可以采用现有的无线通信模块(如485通信),其与控制模块203连接;且无线收发模块207还能够通过服务器300与智能终端400进行无线连接;控制模块203能够将其获取的数据信息(通过数据采集模块201采集的电路数据信号、通过监测模块204进行逻辑判断的结果、现场各个模块工作状态的信息……)通过无线收发模块207实时发送至服务器300进行储存,并能够通过智能终端400进行访问或者下载。
智能终端400还能够向服务器300发送指令信号,并通过服务器300将指令信号下发至控制模块203,控制模块203能够根据指令信号控制测控装置200中除控制模块203以外的其他各个模块的工作,因此能够实现远端操控。智能终端400可以为远端的计算机、智能手机、平板电脑等智能通讯设备。
进一步的,如图5,无功补偿装置100与测控装置200分别集成一体,且分别形成两个互相独立的模块化装置。因此,连接在无功补偿装置100与测控装置200之间的线路为可拆卸的两段式,该两段式包括位于无功补偿装置100上的第一电线X-1以及位于测控装置200上的第二电线X-2(例如连接在数据采集模块201与无功补偿装置100之间的线路形成可拆卸的两段式,其中一端由数据采集模块201向外沿伸,另一端由无功补偿装置100向外沿伸)。
如图6,第一电线X-1的末端形成第一线芯端头X-11;第二电线X-2的末端形成第二线芯端头X-21;第二电线X-2与第二线芯端头X-21之间通过接线装置500进行连接,实现无功补偿装置100与测控装置200之间线路的快速安装连接。
具体的,如图7~9,接线装置500包括外套管501、设置于外套管501内部的导电对接管502,以及设置于外套管501上的压紧组件503。
外套管501的主体为空心管结构,且其两端分别具有第一穿线口501a和第二穿线口501b。
导电对接管502贴合固定在外套管501的内侧壁上,导电对接管502的内部具有纵向贯通的对接通道502a,且第一穿线口501a和第二穿线口501b分别正对于该对接通道502a的两端。
对接通道502a包括位于中间的对接区段502a-1以及分别位于对接区段502a-1两端的第一插接区段502a-2和第二插接区段502a-3。对接区段502a-1的内径小于第一插接区段502a-2以及第二插接区段502a-3。
第一线芯端头X-11能够从第一穿线口501a穿过第一插接区段502a-2,并进入对接区段502a-1;第二线芯端头X-21能够从第二穿线口501b穿过第二插接区段502a-3,并进入对接区段502a-1;压紧组件503能够穿过外套管501以及导电对接管502,并对穿入的第一线芯端头X-11以及第二线芯端头X-21分别形成侧向挤压,实现线芯端头穿入导电对接管502后的固定。
本发明的压紧组件503具有对穿入导电对接管502的线芯端头具有侧向挤压固定的作用,例如:压紧组件503可以为侧向固定的螺栓,可以依次穿过外套管501以及导电对接管502,并紧压穿入导电对接管502的线芯端头。
导电对接管502采用导电性优良的金属(铜、铝等)制成,因此,第一线芯端头X-11与第二线芯端头X-21在对接区段502a-1中可以互相对接,也可以不用对接。
进一步的,本发明的压紧组件503包括对称设置的第一联动组503a和第二联动组503b,以及连接在两者之间的调节件503c。
第一联动组503a包括铰接在外套管501上并沿周向分布的多个挤压块L-1、滑动套设于外套管501外围的滑环L-2、铰接在各个挤压块L-1与滑环L-2之间的多个连接块L-3,以及固定于滑环L-2外侧面上的多个螺杆L-4。
挤压块L-1为弯折结构,其中间位置处铰接在外套管501上,并穿过外套管501以及导电对接管502;挤压块L-1的内端头具有向对接区段502a-1弯折靠拢的倾斜趋势,且其内端头上设置有一层摩擦垫层L-11,用于对插入的线芯端头进行挤压密实,提供较强的防脱摩擦力;挤压块L-1的外端头伸出外套管501以外的空间。
滑环L-2为环形结构,其套于外套管501外围,并能够在外套管501上沿着纵向进行直线滑动。
各个连接块L-3的其中一端与对应挤压块L-1的裸露外端进行铰接,各个连接块L-3的另一端统一铰接在滑环L-2的其中一侧面上,而螺杆L-4则一体成型在滑环L-2的另一侧面上。
滑环L-2上优选均布有两个螺杆L-4。
第二联动组503b与第一联动组503a结构相同(此处不赘述),且两者的螺杆L-4互相一一正对,并分别通过一个对应的调节件503c进行连接。
调节件503c为空心套管结构,其两端的内侧壁上分别具有螺纹方向相反的第一内螺纹区端503c-1和第二内螺纹区端503c-2。其中,第一内螺纹区端503c-1与第一联动组503a的螺杆L-4实现螺纹配合,第二内螺纹区端503c-2与第二联动组503b的螺杆L-4实现螺纹配合。因此,当旋转调节件503c时,第一联动组503a与第二联动组503b的螺杆L-4能够同步发生反向运动(同时靠近或者同时背离)。
当旋转调节件503c并使得第一联动组503a与第二联动组503b的滑环L-2发生相向运动时,两个滑环L-2能够分别通过各自的连接块L-3拉动各自的挤压块L-1,并使得各个挤压块L-1的摩擦垫层L-11能够紧压在穿入导电对接管502的线芯端头上。
压紧组件503的对称式设计,使得两个挤压块L-1对两端线芯端头的挤压力几乎能够保证相同;且由于挤压块L-1内端的倾斜朝向设计,使得插入导电对接管502的线芯端头越是向外抽拔,挤压块L-1对其具有越强的挤压力,因此能够形式自密实的结构。而线芯端头向内穿入导电对接管502的过程则不会存在阻碍。
因此,本发明的接线装置500能够实现两个电线的快速连接,且能够保证两者之间连接后的牢固性和稳定性,因此,也相应地能够保证无功补偿装置100与测控装置200之间的快速连接,实现了对无功补偿装置100与测控装置200各自的模块化设计的进一步优化。
需要注意的是:两个模块之间用两根(或者三根)电线连接时,分别需要通过对应的2个(或者3个接线装置500进行连接固定)。
重要的是,应注意,在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案,但参阅此公开内容的人员应容易理解,在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下,许多改型是可能的(例如,各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如,温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如,示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成,元件的位置可被倒置或以其它方式改变,并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此,所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中,任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构,且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下,可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此,本发明不限制于特定的实施方案,而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外,为了提供示例性实施方案的简练描述,可以不描述实际实施方案的所有特征(即,与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征,或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是,在任何实际实施方式的开发过程中,如在任何工程或设计项目中,可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的,但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说,不需要过多实验,所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。