CN203688692U - 高压并联电容器多通道无线监测装置 - Google Patents

高压并联电容器多通道无线监测装置 Download PDF

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刘建军
傅志勇
齐雪松
秦博
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Abstract

本实用新型涉及一种高压并联电容器多通道无线监测装置,包括安装于每个高压电容器上的信号检测模块,还包括对多个所述信号检测模块所检测的高压电容器信号进行批量化采集处理的信号采集处理模块,以及安装于任一高压电容器电极线路上的为所述信号采集处理模块提供电能的取能模块。本监测装置实现了对高压并联电容器的在线监测,且监测装置所需的设备元器件数量较少,降低了装置成本,减少了维护工作量,便于推广使用。

Description

高压并联电容器多通道无线监测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电容器监测装置,尤其涉及一种高压并联电容器多通道无线监测装置。
背景技术
[0002] 高压并联电容器作为高压变电站的一种无功补偿设备,对改善电力系统的结构,提高电能质量起着很重要的作用,它的稳定运行是电力系统安全的重要保障。高压并联电容器在长期的运行过程中,电容器故障时有发生,甚至有可能发生爆炸火灾等重大事故,对电力系统的安全运行及检修工作人员的人身安全构成了极大的威胁,因此对高压并联电容器进行实时的在线监测变得越来越重要。
[0003] 传统的对高压并联电容器的监测均为整组电容器的相间或单段间的不平衡监测,但它已不能适应智能变电站的需求。中国实用新型专利CN202929124U公开了一种变电站高压并联电容器智能在线监测系统,其包括检测装置、无线数据采集装置、取能装置,监控中心和报警装置。该监测系统虽可满足高压并联电容器在线监测的需要,但其需要在每个高压电容器上安装无线数据采集装置及取能装置,由于变电站高压并联电容器数量较多,监测装置的需求量会很大,因此该监测系统存在成本高,维护工作量大的缺点,不利于变电站高压并联电容器在线监测装置的推广。
实用新型内容
[0004] 为解决现有技术中存在的不足,本实用新型提供了一种高压并联电容器多通道无线监测装置,其可实现对高压并联电容器的在线监测,且监测装置所需的设备元器件数量较少,降低了装置成本,减少了维护工作量,便于推广使用。
[0005] 为实现上述目的,本高压并联电容器多通道无线监测装置包括安装于每个高压电容器上的信号检测模块,还包括对多个所述信号检测模块所检测的高压电容器信号进行批量化采集处理的信号采集处理模块,以及安装于任一高压电容器电极线路上的为所述信号采集处理模块提供电能的取能模块。
[0006] 采用上述的技术方案,安装于每个高压电容器上的信号检测模块对高压电容器的运行工况进行检测,检测信号再由信号采集处理模块进行批量化采集处理,实现了对高压电容器的在线监测,由于采用可对检测信号进行批量化采集处理的信号采集处理模块,免去了对应每一个高压电容器上的检测模块设置信号采集处理模块的麻烦,不仅减少了信号采集处理模块的需求量,同时一个信号采集处理模块对应于多个检测模块也只需要一个取能模块即可,也减少了取能模块的需求量,从而降低了高压并联电容器在线监测的装置成本,也可减少维护工作量,便于推广使用。
[0007] 作为对上述方式的限定,所述的信号检测模块包括安装于每个高压电容器上的用于测量流经高压电容器电流的电流传感器和用于检测高压电容器温度的温度传感器。电流传感器和温度传感器实现对高压电容器的检测,以用于实时掌握高压电容器的运行情况。[0008] 作为对上述方式的限定,所述的信号采集处理模块包括对信号检测模块检测的高压电容器信号进行预处理的信号调理单元,对信号调理单元预处理的信号进行转换的多通道信号转换单元,以及对转换的信号进行采集和处理分析的控制单元,还包括用于和控制单元进行数据交换的无线通信单元。信号调理单元将检测模块检测的信号调理成适合多通道信号转换单元的电压,同时也可保护信号采集处理模块不被高压电容器投切时的冲击电流损坏;多通道信号转换单元可同时对多个检测模块的信号进行转换,实现了多通道采集功能;控制单元可接受监控中心的命令采集高压电容器的电流和温度信息,并可在本地对采集的信息进行数据处理和分析;无线通信单元实现了控制单元和监控中心的数据传输,采用无线传输方式节省了传输线路成本和线路铺设的麻烦。
[0009] 作为对上述方式的限定,所述的信号调理单元包括保护电路和运算放大电路;所述的多通道信号转换单元为多通道A/D转换电路。
[0010] 作为对上述方式的限定,所述的信号采集处理模块还包括与控制单元相连接的数据存储单元。设置数据存储单元可用于对监测信息的本地储存,以用于调取检查使用。
[0011] 作为对上述方式的限定,所述的取能模块包括安装于高压电容器电极线路上的取能线圈,连接于取能线圈的保护电路、整流滤波电路和DC/DC转换电路;所述取能线圈与安装于该高压电容器上的电流传感器密封在同一绝缘壳体内,并设置于高压电容器瓷套管的根部。保护电路和整流滤波电路用于对取能线圈获取的电能进行处理,DC/DC转换电路将电压转换成信号采集处理模块需要的各种规格电压。
[0012] 作为对上述方式的限定,在所述取能模块上还连接有能量泄放电路。设置能量泄放电路保证了在供电单元处于雷电冲击电流或瞬时故障大电流的情况时,取能模块能够可
靠的工作。
[0013] 综上所述,采用本实用新型的技术方案,实现了对高压并联电容器的在线监测,且监测装置所需的设备元器件数量较少,降低了装置成本,减少了维护工作量,便于推广使用。
附图说明
[0014] 下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作更进一步详细说明:
[0015] 图1为本实用新型实施例的结构原理示意图;
[0016] 图中:1、温度传感器;2、电流传感器;3、信号保护放大电路;4、多通道A/D转换电路;5、控制单元;6、无线通信单元;7、取能线圈;8、保护电路;9、整流滤波电路;10、DC/DC转换电路;11、供电端口 ;12、能量泄放电路;13、天线;14、接口电路;15、数据存储单元。
具体实施方式
[0017] 本实施例涉及一种高压并联电容器的多通道无线监测装置,如图1所示其包括安装于每个高压电容器上的由温度传感器I和电流传感器2构成的检测模块,还包括对多个温度传感器I和电流传感器2检测的信号进行批量化采集处理的信号采集处理模块,以及安装于任一个高压电容器上的为信号采集处理模块提供电能的取能模块。
[0018] 温度传感器I采用钼电阻温度传感器,电流传感器2采用非开口式高精度电流传感器,电流传感器2均安装于每个高压电容器瓷套管的根部,并通过双屏蔽电缆连接至信号采集处理模块。
[0019] 信号采集处理模块包括对温度传感器I和电流传感器2检测的高压电容器温度和电流信号进行预处理的信号调理单元,对信号调理单元预处理的信号进行转换的多通道信号转换单元,以及对转换的信号进行采集和处理分析的控制单元5,还包括用于和控制单元5进行数据交换的无线通信单元6。信号调理单元包括信号保护电路和运算放大电路构成的信号保护放大电路3,信号保护放大电路3为将多组信号保护及运算放大电路集成在一起,以便采用接线排连接。多通道信号转换单元为多通道A/D转换电路4,本实施例中采用8通道A/D转换电路,可同时对8只温度传感器I和8只电流传感器2进行转换。控制单元5为微控制器(MCU),用于接收监控中心采样命令采集高压电容器的电流和温度信号,并可在本地对采集的数据进行处理和分析。无线通信单元6用于控制单元5和监控中心的数据传输,其与控制单元5经由接口电路14连接,接口电路14可为10/100BAST以太网、CAN、RS232接口中的一种,在无线通信单元6上安装有天线13。在信号采集处理模块中还与控制单元5连接设置有数据存储单元15,可用于控制单元5采集数据的本地存储。
[0020] 取能模块包括安装于高压电容器电极线路上的取能线圈7,取能线圈7中铁芯采用超微晶合金材料,通过配置合理的线圈匝数,可保证由于电容器容量不同导致电容器工作电流不同的情况下,向信号采集处理模块提供可靠的能量供应。取能线圈7安装于任一高压电容器的瓷套管的根部,并且取能线圈7与安装在该高压电容器上的电流传感器2密封在同一个绝缘壳体内部。取能线圈7获取的电能通过与取能线圈7依次连接的保护电路
8、整流滤波电路9处理,然后由DC/DC转换电路10变换成信号采集处理模块需要的各种规格的电压经供电端口 11供给信号采集处理模块。在取能模块上还连接设置有能量泄放电路12,能量泄放电路12由稳压二极管与大功率三极管组成,以在供电单元处于雷电冲击电流或瞬时故障大电流的情况时,取能模块能够可靠的工作。
[0021] 本监测装置通过安装于每个高压电容器上的电流传感器2和温度传感器I实时检测高压电容器的工况,检测信号经信号调理单元预处理,再由多通道信号转换单元转换即可被控制单元5采集并进行处理分析,控制单元5采集的信号数据可通过无线通信单元6传输到监控中心,也可在本地由数据存储单元15进行存储。由于信号采集处理模块中使用多通道信号转换单元使得多个高压电容器上的检测模块可以共用一个信号采集处理模块,可实现监测装置的一体化和小型化设计。信号采集处理模块的减少也使得取能模块的减少,从而也可实现监测装置的低功耗设计。本监测装置减少了模块元器件数量,降低了成本和维护工作量,便于推广实施。

Claims (7)

1.一种高压并联电容器多通道无线监测装置,包括安装于每个高压电容器上的信号检测模块,其特征在于:还包括对多个所述信号检测模块所检测的高压电容器信号进行批量化采集处理的信号采集处理模块,以及安装于任一高压电容器电极线路上的为所述信号采集处理模块提供电能的取能模块。
2.根据权利要求1所述的高压并联电容器多通道无线监测装置,其特征在于:所述的信号检测模块包括安装于每个高压电容器上的用于测量流经高压电容器电流的电流传感器和用于检测高压电容器温度的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的高压并联电容器多通道无线监测装置,其特征在于:所述的信号采集处理模块包括对信号检测模块检测的高压电容器信号进行预处理的信号调理单元,对信号调理单元预处理的信号进行转换的多通道信号转换单元,以及对转换的信号进行采集和处理分析的控制单元,还包括用于和控制单元进行数据交换的无线通信单元。
4.根据权利要求3所述的高压并联电容器多通道无线监测装置,其特征在于:所述的信号调理单元包括保护电路和运算放大电路;所述的多通道信号转换单元为多通道A/D转换电路。
5.根据权利要求3所述的高压并联电容器多通道无线监测装置,其特征在于:所述的信号采集处理模块还包括与控制单元相连接的数据存储单元。
6.根据权利要求2所述的高压并联电容器多通道无线监测装置,其特征在于:所述的取能模块包括安装于高压电容器电极线路上的取能线圈,连接于取能线圈的保护电路、整流滤波电路和DC/DC转换电路;所述取能线圈与安装于该高压电容器上的电流传感器密封在同一绝缘壳体内,并设置于高压电容器瓷套管的根部。
7.根据权利要求6所述的高压并联电容器多通道无线监测装置,其特征在于:在所述取能模块上还连接有能量泄放电路。
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CN104504886A (zh) * 2015-01-06 2015-04-08 上海自动化仪表股份有限公司 实现多通道温度值无线传输的方法
CN105606884A (zh) * 2016-03-03 2016-05-25 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种用于容性设备末屏电流测量的传感器

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