CN114236246A - 一种ftu超级电容后备能力检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种FTU超级电容后备能力检测系统和方法，该系统包括壳体，壳体中设有电压表、电流表、计时器和放电电阻，其中：开关一端与电压表和电流表一端连接，电流表另一端与计时器一端，计时器另一端与电压表另一端连接，放电电阻并联设于计时器两端，开关另一端连接可插入式公母插头一端，电压表另一端连接可插入式公母插头另一端；两端可插入式公母插头与超级电容连接；计时器，以秒、分不同时段，记录电压、电流值变化值。本发明可快速、高效、准确、安全的得到完整的试验数据，快速判断出超级电容的好坏，将避免配网自动化FTU主控单元、通信模块失电和断路器误动的风险，防止配网自动化事故的发生，提升电网配网自动化运维能力。

Description

一种FTU超级电容后备能力检测系统和方法

技术领域

本发明电网配网领域，具体涉及一种FTU超级电容后备能力检测系统和方法。

背景技术

目前云南电网已安装了20000多台配电自动化终端(FTU)，均采用超级电容（工作电压为24V）作为后备电源，对超级电容容量要求为：交流失电后应能保证驱动开关分合闸操作各3次外；还能正常工作15分钟以上；且在控制器采用后备电源供电期间，控制器的各种遥测、遥信量应正常上送；使用寿命≥5年。在使用过程中发现，部分终端的超级电容容量不满足要求（具体表现为正常工作时间＜10分钟），在转供电过程中会导致无法对开关进行远程遥控操作，目前无相关的方法对超级电容容量进行检测，确保其满足要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种FTU超级电容后备能力检测系统和方法，解决云南电网20000多台配电自动化终端(FTU)超级电容在专业巡视时，无相关的试验方法对超级电容后备能力进行检测的问题。

本发明的技术方案具体如下：

一种FTU超级电容后备能力检测系统，其特征在于：包括壳体，壳体中设有电压表、电流表、计时器、放电电阻和处理器，处理器与电压表、电流表和计时器连接，其中：

开关一端与电压表和电流表一端连接，电流表另一端与计时器一端，计时器另一端与电压表另一端连接，放电电阻并联设于计时器两端，开关另一端连接可插入式公母插头一端，电压表另一端连接可插入式公母插头另一端；两端可插入式公母插头与超级电容连接；

计时器启动，处理器以秒、分不同时段，记录电压、电流值变化值，生成试验曲线，综合分析真实有效的数据，判断超级电容的好坏，若放电15分种，超级电容电压值不低于额定值的80%，就满足要求。

系统自动记录储存并可打印试验记录，配电自动化超级电容额定电压为28V，技术要求15分种，能可靠分合闸三次，所以放电15分种，超级电容电压值不低于额定值的80%（22V），就能满足技术要求。

进一步地，所述壳体前侧设有开关安装部、电流表安装部、电压表安装部和计时器安装部，壳体旁侧设有可插入式电源插头和接地插口，壳体背侧设有若干强力磁铁，壳体底部设有散热风扇。

进一步地，通过可插入式公母插头将检测系统与二次回路连接。

进一步地，可插入式公母插头为航模EC5公母接线头。

进一步地，可插入式公母插头与二次回路的电源模块连接，可插入式公母插头与二次回路的电源模块之间设有断路器，电源模块还与防雷模块、主控单元、无线通讯模块连接，二次回路的电源回路包括输入电源、操作电源、装置电源和通讯电源。

进一步地，超级电容电压为28V。

本发明还涉及的FTU超级电容后备能力检测方法，按以下进行：

试验时，断开配网自动化FTU超级电容充电电源开关，拔出航模EC5公母接头，将超级电容与设备二次回路断开，插入检测系统，超级电容与检测回路连接，合上试验电源开关，放电电阻得电，模拟超级电容负载，对超级电容放电；

开始放电后，通过计时器，处理器以秒、分不同时段，记录电压、电流值变化值，生成试验曲线，综合分析真实有效的数据，与配电自动化技术规范比对，判断出超级电容的好坏，所以放电15分种，超级电容电压值不低于额定值的80%，就能满足技术要求，为配网自动化FTU超级电容运维提供有效依据。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：

本发明通过航模EC5公母接线头，将配网自动化FTU超级电容接入检测回路，接线简单，能快速、准确的检测出超级电容放电电压、电流变化值，生成曲线，快速判断出超级电容好坏，防止配网自动化事故的发生，提升电网配网自动化运维能力，具体的：

本发明解决云南电网20000多台配电自动化终端(FTU)超级电容在专业巡视时，无相关的试验方法对超级电容后备能力进行检测的问题；

本发明防止配电自动化终端(FTU)因后备电源超级电容容量劣化，不满足工作要求，在转供电过程中会导致无法对开关进行远程遥控操作，增加运维成本（需工作人员去现场操作）；

本发明防止配电自动化终端(FTU)因后备电源超级电容容量劣化，在电网故障时，配电自动化主控单元（保护模块）失去后备电源，不能有效动作保护电网安全，不能记录故障相关信息；

本发明防止配电自动化终端(FTU)因后备电源超级电容容量劣化，造成通信模块失去后备电源，与配电自动化主站断网，不能将电网故障时实时情况传回主站，造成误判；本发明防止超级电容因劣化发生鼓胀、开裂、烧伤等事故发生。

附图说明

附图用来提供对本发明专利的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明专利，并不构成对本发明专利的限制。在附图中：

图1是本发明的检测系统的内部电路结构图；

图2是本发明的试验回路二次接线示意图；

图3是本发明加装航模EC5公母接线头运行时二次接线示意图；

图4是本发明的检测系统外观的结构示意图；

图1中：1、超级电容；2、航模EC5公母接线头；3、检测装置电源开关；4、电压表；5、电流表；6、计时器；7、放电电阻；8、强力磁铁；9、接地插口；10、散热风扇。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

云南电网有20000多台配网自动化FTU后备电源是使用超级电容，目前无相关的检测方法对配网自动化FTU超级电容容量进行检测，其容量是否满足要求，没有试验数据支撑。本实施例依据超级电容的应用场景、工况及所带负荷大小进行综合分析，制定一个试验方法，检测超级电容容量，此方法，可快速、高效、准确、安全的得到完整的试验数据，快速判断出超级电容的好坏，将避免配网自动化FTU主控单元、通信模块失电和断路器误动的风险，防止配网自动化事故的发生，提升电网配网自动化运维能力。

如图1所示，本实施例的FTU超级电容后备能力检测系统，包括壳体，壳体中设有电压表4、电流表5、计时器6、放电电阻7和处理器，处理器与电压表4、电流表5和计时器6连接，其中：

开关3一端与电压表4和电流表5一端连接，电流表5另一端与计时器6一端，计时器6另一端与电压表4另一端连接，放电电阻7并联设于计时器6两端，开关3另一端连接可插入式公母插头2一端，电压表4另一端连接可插入式公母插头2另一端；两端可插入式公母插头2与超级电容1连接；

计时器启动，处理器以秒、分不同时段，记录电压、电流值变化值，生成试验曲线，综合分析真实有效的数据，与配电自动化技术规范对比，就可判断出超级电容的好坏，配电自动化超级电容额定电压为28V，技术要求15分种，能可靠分合闸三次，所以放电15分种，超级电容电压值不低于额定值的80%（22V），就能满足技术要求。

如图4所示，壳体前侧设有开关3安装部、电流表5安装部、电压表4安装部和计时器6安装部，壳体旁侧设有可插入式公母插头2安装部和接地插口9，壳体背侧设有若干强力磁铁8，壳体底部设有散热风扇10。

本实施例通过可插入式公母插头2将检测系统与二次回路连接，可插入式公母插头2为航模EC5公母接线头。

如图2、3所示，可插入式公母插头2与超级电容1连接，可插入式公母插头2与二次回路的电源模块连接，可插入式公母插头与二次回路的电源模块之间设有断路器，电源模块还与防雷模块、主控单元、无线通讯模块连接，二次回路的电源回路包括输入电源AC220V、操作电源DC220V、装置电源DC220V和通讯电源DC220V。超级电容电压为28V。

本实施例的配网自动化FTU超级电容后备能力检测方法，包括使用航模EC5公母接线头、直流电压表4、直流电流表5、记时器6、放电电阻7等组成的试验回路，通过航模EC5公母接线头与超级电容1连接，通过装置电源开关3，将超级电容电源接入放电电阻7进行放电，并通过电压表4、电流表5、计时器6测量放电实际情况，得到相关试验数据，处理器就可分析判断超级电容的容量，快速判断出超级电容的好坏。

通过试验回路电源开关，将超级电容电源接入放电电阻进行放电，并通过电压表、电流表、计时器记录放电实际变化值，得到相关真实、有效的试验数据，生成试验曲线，就可分析判断超级电容的容量，判断出超级电容的好坏，及时进行更换处理，提升设备运维率、设备完好率，确保电网安全运行。

本实施例中，放电电阻串联接入试验回路中，合上试验电源开关后，放电线绕电阻得电，模拟超级电容负载，消耗超级电容容量，通过测量仪表记录的数据，绘制出放电曲线，快速判断出超级电容好坏。

本实施例中，测量用电压表并联接入试验回路中，可实时显示超级电容放电时电压值，测量用电流表串联接入试验回路中，可实时显示超级电容放电时电流值，测量用计时器并联接入试验回路中，放电的同时，计时器起动，处理器记录不同时段的电压、电流变化值，绘制出放电曲线，快速判断出超级电容好坏。

本实施例中，航模EC5公母连接头接线，接线方便，防止“+”、“-”级插反，对运行设备二次接线改动很小，不影响设备正常运行，使用4mm的软铜线，具备载流强、绝缘性好的特性。

可见，本实施例能快速、准确的检测出试验数据，通过计时器，以秒、分不同时段，可详细记录电压、电流值变化值，生成试验值曲线，便于分析，准确得出真实有效的数据，快速判断出超级电容的好坏。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明专利的优选实施例而已，并不用于限制本发明专利，尽管参照前述实施例对本发明专利进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种FTU超级电容后备能力检测系统，其特征在于：包括壳体，壳体中设有电压表、电流表、计时器、放电电阻和处理器，处理器与电压表、电流表和计时器连接，其中：

开关一端与电压表和电流表一端连接，电流表另一端与计时器一端，计时器另一端与电压表另一端连接，放电电阻并联设于计时器两端，开关另一端连接可插入式公母插头一端，电压表另一端连接可插入式公母插头另一端；两端可插入式公母插头与超级电容连接；

计时器启动，处理器以秒、分不同时段，记录电压、电流值变化值，生成试验曲线，综合分析真实有效的数据，判断超级电容的好坏，若放电15分种，超级电容电压值不低于额定值的80%，就满足要求。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述壳体前侧设有开关安装部、电流表安装部、电压表安装部和计时器安装部，壳体旁侧设有可插入式电源插头和接地插口，壳体背侧设有若干强力磁铁，壳体底部设有散热风扇。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：通过可插入式公母插头将检测系统与二次回路连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：可插入式公母插头为航模EC5公母接线头。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：可插入式公母插头与二次回路的电源模块连接，可插入式公母插头与二次回路的电源模块之间设有断路器，电源模块还与防雷模块、主控单元、无线通讯模块连接，二次回路的电源回路包括输入电源、操作电源、装置电源和通讯电源。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：超级电容电压为28V。

7.一种FTU超级电容后备能力检测方法，其特征在于：按以下进行：

试验时，断开配网自动化FTU超级电容充电电源开关，拔出航模EC5公母接头，将超级电容与设备二次回路断开，插入检测系统，超级电容与检测回路连接，合上试验电源开关，放电电阻得电，模拟超级电容负载，对超级电容放电；

开始放电后，处理器通过计时器，以秒、分不同时段，记录电压、电流值变化值，生成试验曲线，综合分析真实有效的数据，与配电自动化技术规范比对，判断出超级电容的好坏，所以放电15分种，超级电容电压值不低于额定值的80%，就能满足技术要求，为配网自动化FTU超级电容运维提供有效依据。

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