CN113489020B - 电容柜的智能在线诊断系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电容柜的智能在线诊断系统，其包括：电容器；电容器箱，其设置在所述电容柜的下方，所述电容器设置在所述电容器箱中；压力检测装置，其设置在所述电容器箱中，并与电容器的外壳相抵接以检测电容器外壳对压力检测装置的压力；控制器，其与所述压力检测装置电性连接；通讯模块，其与所述控制器电性连接；后台管理中心，其通过所述通讯模块与所述控制器电性连接。本发明能够对电容柜中的电容器的鼓泡情况进行在线检测诊断，以对电容器的安全状况进行诊断预判。

Description

电容柜的智能在线诊断系统
技术领域
本发明属于供电领域。更具体地说，本发明涉及一种电容柜的智能在线诊断系统。
背景技术
电力系统中的负载类型大部分属于感性负载，使供电电源电压相位发生改变，电压波动大，无功功率增大，降低了功率因数，浪费了大量电能。为了改善电网功率因数低下带来的能源浪费，通常在电力系统中接入电容柜，平衡感性负载，以达到提高功率因数的作用。电容器是电容柜中无功补偿的功能元件，其故障可导致电容柜丧失补偿功能。电容器外壳有无鼓包变形是判断电容器是否故障的主要依据之一。因此，对电容器外壳的的鼓泡情况进行检测，将能对电容器的故障发生进行诊断预判。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种电容柜的智能在线诊断系统，其能够对电容柜中的电容器的鼓泡情况进行在线检测诊断，以对电容器的安全状况进行诊断预判。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电容柜的智能在线诊断系统，其包括：
电容器；
电容器箱，其设置在所述电容柜的下方，所述电容器设置在所述电容器箱中；
压力检测装置，其设置在所述电容器箱中，并与电容器的外壳相抵接以检测电容器外壳对压力检测装置的压力；
控制器，其与所述压力检测装置电性连接；
通讯模块，其与所述控制器电性连接；
后台管理中心，其通过所述通讯模块与所述控制器电性连接。
电容器置于电容器箱中，其外壳与所述压力检测装置相抵接，电容器外壳对压力检测装置具有有一定的抵接作用，电容器外壳鼓泡后对压力检测装置挤压作用力增加，通过对压力检测装置挤压作用力的变化判断电池的鼓泡大小。判断方法如下：预先在控制器中建立压力值与电容器外壳鼓泡凸起情况的函数关系，即可根据检测到的压力值判断电容器的鼓泡情况，通过压力检测装置的压力值即可实现对电容器鼓泡情况的在线诊断。
优选的是，电容器安装在电容器箱中时，所述压力检测装置检测到压力值P1，并将压力值P1存储在控制器中，在使用过程中，利用所述压力检测装置检测到压力值P2，并将压力值P2传输至控制器，所述控制器对压力值P1和压力值P2进行比较，若压力值P2与压力值P1的差值大于预设值时，所述控制器通过所述通讯模块向所述后台管理中心发出电容器诊断信号。
优选的是，所述电容器诊断信号包括预警信号、危险信号和更换信号，所述控制器中预存储有预设值A，预设值B和预设值C，预设值A<预设值B<预设值C，当差值为预设值A时，控制器向后台管理中心发出预警信号；当差值为预设值B时，控制器向后台管理中心发出危险信号；当差值为预设值C时，控制器向后台管理中心发出更换信号。
优选的是，所述电容器箱的横截面为矩形，所述电容器箱为敞口结构，所述电容器箱中设置有若干分隔板以将所述电容器箱分隔成电容器容纳腔，所述电容器箱的顶部设置有盖体，所述盖体上设置有散热孔。
优选的是，所述压力检测装置包括：
第一套筒，其设置在所述电容器箱中，并与所述电容器箱的箱体侧壁垂直；
第二套筒，其套设在所述第一套筒中，并可相对第一套筒滑动；
弹簧，其套设所述第一套筒和第二套筒中以将第二套筒向外顶出远离电容器箱的箱体侧壁；
压力感应垫片，其设置在远离第一套筒的第二套筒的端部，所述压力感应垫片与所述控制器电性连接。
建立弹簧弹力与形变量的函数关系并存储在控制器中，控制器根据压力检测装置感受到的压力计算出弹簧的形变量，弹簧的形变量即为电容器鼓泡的情况。当需要诊断电容器是否鼓泡时，后台管理中心通过通讯模块向控制器发出指令，所述控制器接通压力检测装置的电源，压力检测装置测得电容器外壳对弹簧的挤压力，控制器接收压力检测装置反馈的挤压力，计算出弹簧的形变量，以实现对电容器鼓泡情况的在线诊断；
或者压力检测装置处于常接通电源状态，并将检测到的压力值反馈至控制器，控制器计算出弹簧的形变量，并通过通讯模块将结果传输至后台管理中心，以实现对电容器鼓泡情况的实时监测。
优选的是，所述电容器箱的底部设置有分隔部以将电容器箱分隔成电容器容纳腔和通风腔，所述通风腔处的电容器箱的箱壁上设置有进风口，所述分隔部上设置有通风槽孔以使电容器容纳腔与通风腔连通。
优选的是，所述电容器箱中设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电性连接，所述通风腔内设置有风机，当温度传感器检测到电容器箱内的温度大于预设值T1时，所述控制器启动所述风机以增强所述电容器箱的散热。
优选的是，所述电容器箱中设置有烟雾传感器，所述电容器箱的侧部设置有干冰存储罐，所述干冰存储罐与所述通风腔通过管道连通，管道上设置有电控阀门，所述烟雾传感器、电控阀门与所述控制器电性连接，当烟雾传感器检测到有烟雾，且温度大于预设值T2时，所述控制器关闭所述风机，并打开电控阀门以向电容器箱内通入干冰，其中，T1<T2。根据烟雾传感器和温度综合判断危险发生的可能性，并通过干冰实现快速的降温和隔绝空气，防止电容器发生起火燃烧。
优选的是，还包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与供电母线电连接以监测电网中的电压信号和电流信号，所述电压互感器、电流互感器均与所述控制器电连接。
优选的是，所述通讯模块为无线通讯模块。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、本发明的电容器置于电容器箱中，其外壳与所述压力检测装置相抵接，电容器鼓泡后对压力检测装置具有挤压的作用，即对压力检测装置产生作用力，通过作用力的大小判断电池的鼓泡大小。判断方法如下：预先在控制器中建立压力值与电容器外壳鼓泡凸起情况的函数关系，即可根据检测到的压力值判断电容器的鼓泡情况，通过压力检测装置的压力值即可实现对电容器鼓泡情况的在线诊断。
第二、本发明通过建立弹簧弹力与形变量的函数关系并存储在控制器中，控制器根据压力检测装置感受到的压力计算出弹簧的形变量，弹簧的形变量即为电容器鼓泡的情况。当需要诊断电容器是否鼓泡时，后台管理中心通过通讯模块向控制器发出指令，所述控制器接通压力检测装置的电源，压力检测装置测得电容器外壳对弹簧的挤压力，控制器接收压力检测装置反馈的挤压力，计算出弹簧的形变量，以实现对电容器鼓泡情况的在线诊断；
或者压力检测装置处于常接通电源状态，并将检测到的压力值反馈至控制器，控制器计算出弹簧的形变量，并通过通讯模块将结果传输至后台管理中心，以实现对电容器鼓泡情况的实时监测。
第三、本发明能够对电容柜中电容器进行远距离、高效率、低成本的在线诊断，以对电容器的鼓泡情况进行判断。
第四、本发明的电容器外壳与电容器箱的内壁之间具有一定的距离，以便为电容器的散热提供散热通道，使外界的空气通过通风腔进入到电容器容纳腔中，并通过散热通道将电容器产生的热量带走以实现电容器的降温功能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图；
图2为本发明的电容器箱的结构示意图；
图3说明的是压力检测装置的结构示意图。
1、电容器箱；2、压力检测装置；3、电容器容纳腔；4、第一套筒；5、第二套筒；6、压力感应垫片；7、第二条形槽孔；8、第一条形槽孔；9、卡接部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种电容柜的智能在线诊断系统，其包括：
电容器；
电容器箱1，其设置在所述电容柜的下方，所述电容器设置在所述电容器箱1中；
压力检测装置2，其设置在所述电容器箱1中，并与电容器的外壳相抵接以检测电容器外壳对压力检测装置2的压力；
控制器，其与所述压力检测装置2电性连接；
通讯模块，其与所述控制器电性连接；
后台管理中心，其通过所述通讯模块与所述控制器电性连接。
电容器置于电容器箱1中，其外壳与所述压力检测装置2相抵接，电容器外壳对压力检测装置2具有有一定的抵接作用，电容器外壳鼓泡后对压力检测装置2挤压作用力增加，通过对压力检测装置2挤压作用力的变化判断电池的鼓泡大小。判断方法如下：预先在控制器中建立压力值与电容器外壳鼓泡凸起情况的函数关系，即可根据检测到的压力值判断电容器的鼓泡情况，通过压力检测装置2的压力值即可实现对电容器鼓泡情况的在线诊断。
在另一种技术方案中，电容器安装在电容器箱中时，所述压力检测装置2检测到压力值P1，并将压力值P1存储在控制器中，在使用过程中，利用所述压力检测装置2检测到压力值P2，并将压力值P2传输至控制器，所述控制器对压力值P1和压力值P2进行比较，若压力值P2与压力值P1的差值大于预设值时，所述控制器通过所述通讯模块向所述后台管理中心发出电容器诊断信号。
在另一种技术方案中，所述电容器诊断信号包括预警信号、危险信号和更换信号，所述控制器中预存储有预设值A，预设值B和预设值C，预设值A<预设值B<预设值C，当差值为预设值A时，控制器向后台管理中心发出预警信号；当差值为预设值B时，控制器向后台管理中心发出危险信号；当差值为预设值C时，控制器向后台管理中心发出更换信号。
在另一种技术方案中，所述电容器箱1的横截面为矩形，所述电容器箱1为敞口结构，所述电容器箱1中设置有若干分隔板以将所述电容器箱1分隔成电容器容纳腔3，所述电容器箱1的顶部设置有盖体，所述盖体上设置有散热孔。
在另一种技术方案中，所述压力检测装置2包括：
第一套筒4，其设置在所述电容器箱1中，并与所述电容器箱1的箱体侧壁垂直；
第二套筒5，其套设在所述第一套筒4中，并可相对第一套筒4滑动；
弹簧，其套设所述第一套筒4和第二套筒5中以将第二套筒5向外顶出远离电容器箱的箱体侧壁，即弹簧一端套设在第一套筒4中，另一端套设在第二套筒5中；
压力感应垫片6，其设置在远离第一套筒4的第二套筒5的端部，所述压力感应垫片6与所述控制器电性连接。
建立弹簧弹力与形变量的函数关系并存储在控制器中，控制器根据压力检测装置2感受到的压力计算出弹簧的形变量，弹簧的形变量即为电容器鼓泡的情况。当需要诊断电容器是否鼓泡时，后台管理中心通过通讯模块向控制器发出指令，所述控制器接通压力检测装置2的电源，压力检测装置2测得电容器外壳对弹簧的挤压力，控制器接收压力检测装置2反馈的挤压力，计算出弹簧的形变量，以实现对电容器鼓泡情况的在线诊断，即在线诊断判断出电容器鼓泡突出多少厘米；
或者压力检测装置2处于常接通电源状态，并将检测到的压力值反馈至控制器，控制器计算出弹簧的形变量，并通过通讯模块将结果传输至后台管理中心，以实现对电容器鼓泡情况的实时监测。
通过设置多个压力检测装置2，即可实现对电容器外壳凸起情况的判断。
在另一种技术方案中，多个压力检测装置2呈阵列式的设置在电容器箱1的内壁上，相邻两列压力检测装置2间形成了散热通道，所述第一套筒4上设置有3个第一条形槽孔8，所述第一条形槽孔8沿着第一套筒4的长度方向设置，所述第一条形槽孔8均匀分布在第一套筒4上，所述第二套筒5上设置有3个第二条形槽孔7，所述第二条形槽孔7沿着第二套筒5的长度方向设置，所述第二条形槽孔7均匀分布在第二套筒5上，所述第二套筒5的下端设置有向外凸起的卡接部9，所述卡接部9可滑动的卡接在第一条形孔槽中。卡接部9卡接在第一条形孔槽中，以阻止第二套筒5滑出脱离第一套筒4，并且第一条形槽孔8和第二条形槽孔7的设置增加了散热通道的通风散热功能。
在另一种技术方案中，所述电容器箱1的底部设置有分隔部以将电容器箱1分隔成电容器容纳腔3和通风腔，所述通风腔处的电容器箱1的箱壁上设置有进风口，所述分隔部上设置有通风槽孔以使电容器容纳腔3与通风腔连通。
在另一种技术方案中，所述电容器箱1中设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电性连接，电容器箱1所述通风腔内设置有风机，当温度传感器检测到电容器箱1内的温度大于预设值T1时，所述控制器启动所述风机以增强所述电容器箱1的散热。
在另一种技术方案中，所述电容器箱1中设置有烟雾传感器，所述电容器箱1的侧部设置有干冰存储罐，所述干冰存储罐与所述通风腔通过管道连通，管道上设置有电控阀门，所述烟雾传感器、电控阀门与所述控制器电性连接，当烟雾传感器检测到有烟雾，且温度大于预设值T2时，所述控制器关闭所述风机，并打开电控阀门以向电容器箱1内通入干冰，其中，T1<T2。根据烟雾传感器和温度综合判断危险发生的可能性，并通过干冰实现快速的降温和隔绝空气，防止电容器发生起火燃烧。
在另一种技术方案中，还包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与供电母线电连接以监测电网中的电压信号和电流信号，所述电压互感器、电流互感器均与所述控制器电连接。
在另一种技术方案中，所述通讯模块为无线通讯模块。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，包括：
电容器；
电容器箱，其设置在所述电容柜的下方，所述电容器设置在所述电容器箱中；
压力检测装置，其设置在所述电容器箱中，并与电容器的外壳相抵接以检测电容器外壳对压力检测装置的压力；所述压力检测装置包括：
第一套筒，其设置在所述电容器箱中，并与所述电容器箱的箱体侧壁垂直；
第二套筒，其套设在所述第一套筒中，并可相对第一套筒滑动；
弹簧，其套设所述第一套筒和第二套筒中以将第二套筒向外顶出远离电容器箱的箱体侧壁；
压力感应垫片，其设置在远离第一套筒的第二套筒的端部，所述压力感应垫片与控制器电性连接；
控制器，其与所述压力检测装置电性连接；
通讯模块，其与所述控制器电性连接；
后台管理中心，其通过所述通讯模块与所述控制器电性连接；
其中，建立弹簧弹力与形变量的函数关系并存储在控制器中，控制器根据压力检测装置感受到的压力计算出弹簧的形变量，弹簧的形变量即为电容器鼓泡的情况；当需要诊断电容器是否鼓泡时，后台管理中心通过通讯模块向控制器发出指令，所述控制器接通压力检测装置的电源，压力检测装置测得电容器外壳对弹簧的挤压力，控制器接收压力检测装置反馈的挤压力，计算出弹簧的形变量，以实现对电容器鼓泡情况的在线诊断；
或者压力检测装置处于常接通电源状态，并将检测到的压力值反馈至控制器，控制器计算出弹簧的形变量，并通过通讯模块将结果传输至后台管理中心，以实现对电容器鼓泡情况的实时监测。
2.根据权利要求1所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，电容器安装在电容器箱中时，所述压力检测装置检测到压力值P1，并将压力值P1存储在控制器中，在使用过程中，利用所述压力检测装置检测到压力值P2，并将压力值P2传输至控制器，所述控制器对压力值P1和压力值P2进行比较，若压力值P2与压力值P1的差值大于预设值时，所述控制器通过所述通讯模块向所述后台管理中心发出电容器诊断信号。
3.根据权利要求2所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，所述电容器诊断信号包括预警信号、危险信号和更换信号，所述控制器中预存储有预设值A，预设值B和预设值C，预设值A<预设值B<预设值C，当差值为预设值A时，控制器向后台管理中心发出预警信号；当差值为预设值B时，控制器向后台管理中心发出危险信号；当差值为预设值C时，控制器向后台管理中心发出更换信号。
4.根据权利要求1所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，所述电容器箱的横截面为矩形，所述电容器箱为敞口结构，所述电容器箱中设置有若干分隔板以将所述电容器箱分隔成电容器容纳腔，所述电容器箱的顶部设置有盖体，所述盖体上设置有散热孔。
5.根据权利要求1所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，所述电容器箱的底部设置有分隔部以将电容器箱分隔成电容器容纳腔和通风腔，所述通风腔处的电容器箱的箱壁上设置有进风口，所述分隔部上设置有通风槽孔以使电容器容纳腔与通风腔连通。
6.根据权利要求5所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，所述电容器箱中设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电性连接，所述通风腔内设置有风机，当温度传感器检测到电容器箱内的温度大于预设值T1时，所述控制器启动所述风机以增强所述电容器箱的散热。
7.根据权利要求6所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，所述电容器箱中设置有烟雾传感器，所述电容器箱的侧部设置有干冰存储罐，所述干冰存储罐与所述通风腔通过管道连通，管道上设置有电控阀门，所述烟雾传感器、电控阀门与所述控制器电性连接，当烟雾传感器检测到有烟雾，且温度大于预设值T2时，所述控制器关闭所述风机，并打开电控阀门以向电容器箱内通入干冰，其中，T1<T2。
8.根据权利要求1所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，还包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与供电母线电连接以监测电网中的电压信号和电流信号，所述电压互感器、电流互感器均与所述控制器电连接。
9.根据权利要求1所述的电容柜的智能在线诊断系统，其特征在于，所述通讯模块为无线通讯模块。
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