CN205539248U - 电容器塔在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电容器塔在线监测装置，其包括多个用于监测电容器塔中电容状态的单机测量单元，每个单机测量单元与待检测电容电连接，还包括用于接收每个单机测量单元测量数据的监测主机，所述监测主机与每个单机测量单元通信连接，以及用于处理监测主机中的数据的后台控制系统，所述后台控制系统与监测主机连接。本实用新型的电容器塔在线监测装置和系统提供了一种对电容器塔中的电容进行在线监测的技术方案，通过对每个电容进行监测，能够在线监测电容器塔上各电容值。

Description

电容器塔在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及输电技术领域，特别是涉及一种电容器塔在线监测装置。

背景技术

高压直流输电与交流输电相比，具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点，其具有的技术、经济优势，使其在远距离大容量送电、跨大区联网和海底电缆送电方面发挥着重要的作用。

直流滤波器作为高压直流输电系统重要设备，其质量好坏将直接影响到系统的电压和电流质量。直流滤波器由电容器塔、电抗器、电阻器、避雷器、电流互感器以及其他金属连接件、支撑件、防护件等组成。直流滤波器装置故障最主要是电容器的故障，几乎占到装置故障的90％以上。

高压电容器作为直流滤波器的重要组成部分，决定着直流滤波器的滤波能力。由于高压电容器承受了直流侧的直流压降和大部分谐波压降，容易在运行中发生电击穿而损坏。对于常用的采用H型接线方式的高压电容器组，常通过不平衡电流对电容器进行保护，但有时运行中保护装置出现电容器不平衡电流报警后，申请停电处理，经测量，现场单台电容器电容值以及桥臂电容值均未超标，均合格，并且电容器也能通过耐压试验。对于那些检修完刚投运后，又接近报警值电容器，可想而知没运行多长时间，会再次出现跳闸。这样一来，现场人员总结发现，即使电容器塔上全部为合格电容器，也不能完全保证电容器塔桥臂平衡，必须通过试验检测电容器塔桥臂平衡，才能保证电容器更换检修工作“应修必修，修必修好”。因此，更换完故障电容器后再进行电容器塔桥臂平衡检测项目试验成为电容器故障处理必须要完成的工作，否则根本无法保证检修质量，更造成了设备重复检修、降低了设备可用率。这种不平衡电流发生报警、停电检修又检不到故障，再次投运不久又发生报警的问题严重影响了直流滤波器的正常运行，给检修人员造成极大的困惑，同时也影响了直流输电线路的电能质量。

因此，对高压电容器塔进行有效的监测，根据电容器塔上各电容值的变化采取合理的应对调整措施，以确保不平衡电流在合理的范围内，保障直流滤波器的可靠运行，保证直流输电线路的电能质量显得十分重要。

目前，国内外对直流滤波器上使用的高压电容器运行工况的检查基本以周期性的电容测量及不平衡测量为主，国网内虽有部分换流站开展过滤波器不平衡电流调整策略的相关研究，但仍属于试验阶段，未形成相关技术体系，且对电容值的测量都是停电测量，与带电运行时的值差距较大。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电容器塔在线监测装置来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：电容器塔在线监测装置，其包括多个用于监测电容器塔中电容状态的单机测量单元，每个单机测量单元与待检测电容电连接，还包括用于接收每个单机测量单元测量数据的监测主机，所述监测主机与每个单机测量单元通信连接，以及用于处理监测主机中的数据的后台控制系统，所述后台控制系统与监测主机连接。

在所述电容器塔的每一级的架子上放置有四个电容器，每边两个电容器，对于单边的两个电容器，所述单机测量单元包括用于给电容器供电的电源模块，用于测量流经电容器电流的电流检测子单元，用于分别测量两个电容器电压的电压检测子单元，所述电压检测子单元包括两个分压器和电压模块

优选的，所述多个单机测量单元通过无线网络与所述监测主机通信连接。

优选的，所述无线网络为Zigbee网络、wifi网络或蓝牙网络。

所述监测主机包括无线收发器和数据处理单元，所述无线收发器用于接收单机测量单元的监测数据，并发出控制信号控制所述单机测量单元，所述数据处理单元于对所述监测数据进行初步处理。

所述监测主机与所述后台控制系统通过有线方式连接。

所述后台控制系统包括屏柜以及置于屏柜内的计算机。

所述后台控制系统进一步包括与计算机连接并为计算机供电的UPS。

优选地，所述单机测量单元包括电源发生器子单元、电压检测子单元、电流检测子单元和无线通讯子单元。

本实用新型还提供一种电容器塔在线监测系统，所述电容器塔在线监测系统包括多个如上所述的电容器塔在线监测装置，其中，每个电容器塔在线监测装置的后台控制系统通过数据网络相互连接。所述数据网络可以是互联网，或者无线通讯网络等其他数据网络。

优选地，所述电容器塔在线监测系统进一步包括与所述后台控制系统通信连接的中央服务器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：本实用新型的电容器塔在线监测装置和系统提供了一种对电容器塔中的电容进行在线监测的技术方案，通过对每个电容进行监测，能够在线监测电容器塔上各电容值。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的电容器塔在线监测装置的示意图；

图2是本实用新型实施例二中一个单机测量单元检测两个对应电容的电压和电流的示意图；

图3是后台控制系统之间相互连接示意图；

附图标记说明：1-单机测量单元；2-监测主机；3-后台控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例一：

请参阅图1所示，电容器塔在线监测装置，其包括多个用于监测电容器塔中一个对应电容状态的单机测量单元1，每个单机测量单元1与待检测电容电连接，还包括用于接收每个单机测量单元1测量数据的监测主机2，监测主机2与每个单机测量单元1通信连接，以及用于处理监测主机2中的数据的后台控制系统3，后台控制系统3与监测主机2连接。

上述电容器塔在线监测装置提供了一种对电容器塔中的电容进行在线监测的技术方案，通过对每个电容进行监测，能够在线监测电容器塔上各电容值。

图1是根据本实用新型一实施例的电容器塔在线监测装置的示意图。图1中示出了三个单机测量单元1，一个监测主机2和一个后台控制系统3。

可以理解的是，单机测量单元1的数量是根据电容器塔中电容的数量来设置的。通常，单机测量单元1的数量等于电容器塔中电容(特别是需监控电容)的数量。单机测量单元1临近电容器塔中的电容设置。每个单机测量单元监测电容器塔中一个对应电容的状态。需要指出的是，本实用新型不限于此，也就是说，一个单机测量单元也可以用于检测两个或更多个对应电容的状态。

实施例二

在一备选实施例中，一个单机测量单元用于检测两个对应电容的电压和电流，体地，在电容器塔的每一级的架子上放置有四个电容器，每边两个电容器，对于单边的两个电容器，单机测量单元1包括用于给电容器供电的电源模块(电源发生器子单元)，用于测量流经电容器电流的电流检测子单元，用于分别测量两个电容器电压的电压检测子单元，电压检测子单元包括两个分压器和电压模块。也就是说，用两个单机测量单元来监测电容器塔的一级上的四个电容器。

实施例三

在一个实施例中，电容器塔相当于电容分压器，由很多个电容器串联而成：例如，单臂54个电容器，双臂并联，一共108个电容器。从而，单机测量单元1的数量为108个，或者54个。其中，每台电容器的电容量大约是40uF左右。

实施例四

优选地，单机测量单元1包括电源发生器子单元、电压检测子单元、电流检测子单元和无线通讯子单元。电源发生器子单元用于供电。电压检测子单元监测相应电容的电压，电流检测子单元监测相应电容的电流。监测的数据通过所述无线通讯子单元向外发送。可以理解的是，无线通讯子单元的数量可以为两个，一个用于发送电压信号，另一个用于发送电流信号。在一个可选实施例中，无线通讯子单元的数量为一个，同时用于发送电压信号和电流信号，例如，通过对信号进行编码来发送。例如，在发送的信号的一个位中为特征位，当特征位为1时，发送的信号为电压值信号；当特征位为0时，发送的信号为电流值信号。

有利的是，电压检测子单元以分压方式监测相应电容的电压。测量的电压值例如为相应电容的电压值的千分之一，或其他任何适当的比例数值。

还有利的是，电流检测子单元测量与相应电容串联的导体的电流。

参见图1，监测主机2与多个单机测量单元1通信连接，以接收所述多个单机测量单元1的监测数据。也就是说，监测主机2可以看做一个数据合并单元，将来自各个单机测量单元1的数据合并后再输送至后台控制系统3。

有利的是，监测主机2固定安装在电容器塔的围栏顶部处。

优选地，多个单机测量单元1通过无线网络与监测主机2通信连接。进一步优选地，所述无线网络为Zigbee网络、wifi网络或蓝牙网络。

在一个可选实施例中，监测主机2包括无线收发器和数据处理单元。无线收发器用于接收单机测量单元1的监测数据，并发出控制信号控制所述单机测量单元1。数据处理单元于对所述监测数据进行初步处理。例如，将检测到的电压值处理为相应电容的实际电压值，即乘以设定的倍数，例如1000倍。

假设，每台电容器主要承担的直流电压大约在15kV左右，另外承受的12次谐波的电压约为33V

于是，分压器的二次输出大约是：直流15V，12次谐波33mV。(如果分压比选为百分之一，则分压器的二次输出大约是：直流150V，12次谐波330mV)。

此时，12次谐波电流的大小约为5mA

后台控制系统3与监测主机2连接，用于处理所述监测数据。优选地，所述监测主机2与所述后台控制系统3通过有线方式连接。例如，通过网线连接。

在一个实施例中，后台控制系统3包括屏柜和计算机。优选地，所述后台控制系统进一步包括UPS为所述计算机供电。所述计算机通过自带接口或特别设置的接口与所述监测主机2连接。

计算机的软件可以包括下述主要模块包括：

1A、数据交互：和监测主机之间的数据进行相互交流。

1B、数据处理：如果数据未处理，或未完全处理，此处完成处理。

1C、数据显示：

1D、打印和报表：

1E、历史数据：保存、查询和调用等

1F、人机接口

1G、系统设置：对这三个部分，或其中单独某个部件的设置指令

1H、远程交互(必要时)：可应要求实现远程查阅数据，进行设置等工作

1I、预警控制(必要时)：可应要求进行预警设置，并进行超限时的预警动作

1J、保护动作(必要时，可加保护节点，或其他方式)：可应要求进行保护动作的设置，并进行超限时的保护动作，一般是控制保护节点(1M)的状态、或提供保护动作信号，或其它类似的操作

1K、反措建议(必要时)：在预警控制和保护动作的同时，可以按照预先设定，给出反措建议。

本实用新型还提供一种电容器塔在线监测系统，所述电容器塔在线监测系统包括多个如上所述的电容器塔在线监测装置，其中，每个电容器塔在线监测装置的后台控制系统通过互联网或者无线通讯网络等数据网络相互连接。

优选地，所述电容器塔在线监测系统进一步包括与所述后台控制系统通信连接的中央服务器。

从而，本实用新型的电容器塔在线监测装置和系统提供了一种对电容器塔中的电容进行在线监测的技术方案，通过对每个电容进行监测，能够在线监测电容器塔上各电容值。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.电容器塔在线监测装置，其特征在于：其包括多个用于监测电容器塔中电容状态的单机测量单元(1)，每个单机测量单元(1)与待检测电容电连接，还包括用于接收每个单机测量单元(1)测量数据的监测主机(2)，所述监测主机(2)与每个单机测量单元(1)通信连接，以及用于处理监测主机(2)中的数据的后台控制系统(3)，所述后台控制系统(3)与监测主机(2)连接。

2.如权利要求1所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：在所述电容器塔的每一级的架子上放置有四个电容器，每边两个电容器，对于单边的两个电容器，所述单机测量单元(1)包括用于给电容器供电的电源模块，用于测量流经电容器电流的电流检测子单元，用于分别测量两个电容器电压的电压检测子单元，所述电压检测子单元包括两个分压器和电压模块。

3.如权利要求1所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：所述多个单机测量单元(1)通过无线网络与所述监测主机(2)通信连接。

4.如权利要求3所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：所述无线网络为Zigbee网络、wifi网络或蓝牙网络。

5.如权利要求3所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：所述监测主机(2)包括用于接收单机测量单元(1)的监测数据、并发出控制信号控制所述单机测量单元(1)的无线收发器和对所述监测数据进行初步处理的数据处理单元。

6.如权利要求1所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：所述监测主机(2)与所述后台控制系统(3)通过有线方式连接。

7.如权利要求1所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：所述后台控制系统(3)包括屏柜及置于屏柜内的计算机。

8.如权利要求7所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：所述后台控制系统进一步包括与计算机连接并为计算机供电的UPS。

9.如权利要求1所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：每个电容器塔在线监测装置的后台控制系统(3)通过数据网络相互连接。

10.如权利要求9所述的电容器塔在线监测装置，其特征在于：进一步包括与所述后台控制系统(3)通信连接的中央服务器。