CN206096267U - 一种薄膜电容在线状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄膜电容在线状态监测系统，通过采集模块内的电压与电流采集电路和温度传感器模块采集每个薄膜电容的运行状态数据，通过数据处理模块处理后采用WIFI发送至4G DTU模块中再通过无线传输至远程控制模块，实现了每个薄膜电容数据的及时记录、显示和预警，做到自动化采集，采集过程高效且结果精确，提高薄膜电容运行的可靠性和安全性。

Description

一种薄膜电容在线状态监测系统

技术领域

本实用新型涉及薄膜电容监测领域，具体涉及一种薄膜电容在线状态监测系统。

背景技术

薄膜电容器是以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造之电容器；而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容（又称Mylar电容），聚丙烯电容（又称PP电容），聚苯乙烯电容（又称PS电容）和聚碳酸电容。

而薄膜电容器属于低损耗电容器，由于外壳爆裂的可能性大大降低，安全性得到了提高；又由于运行温度降低，增加了可靠性；薄膜电容器在电路中可以起到直流滤波、直流支撑、功率因数补偿、谐波滤波等作用，可以提高系统运行的可靠性和效率；因此，薄膜电容器已经广泛应用在电力机车、风力发电以及配单站等场合。

随着薄膜电容器的广泛应用，其安装环境出现多元化，这对薄膜电容器的安全性和可靠性提出了更高的要求；此时，传统的人员到场检查便显现出局限性：不少薄膜电容器的安装现场工作人员进入不便，甚至影响工作人员的安全；电容器的大量投入则影响了人工数据采集的频率，降低了发现电容器运行异常的可能性；人力的投入会提高薄膜电容器的售后成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种能自动化数据采集至每个薄膜电容，采集过程搞笑，结果精确，提高薄膜电容运行可靠性和安全性的薄膜电容在线状态监测系统。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种薄膜电容在线状态监测系统，包括远程控制模块、与远程控制模块无线连接的若干现场控制模块；所述远程控制模块包括SQL数据库和与其连接的人机界面装置，所述现场控制模块包括4G DTU模块，WIFI无线接入点和若干采集模块；所述4G DTU模块与远程控制模块内的SQL数据库无线连接，所述4G DTU模块还连接有WIFI无线接入点，所述WIFI无线接入点与若干采集模块分别连接，所述采集模块包括与WIFI无线接入点连接的WIFI客户端模块、电源模块、数据处理模块、温度压力传感器模块、电压与电流采集电路；所述电源模块分别与WIFI客户端模块、数据处理模块和温度压力传感器模块连接用于提供电源，所述WIFI客户端模块连接数据处理模块，所述数据处理模块分别连接温度压力传感器模块和电压与电流采集电路，所述温度压力传感器模块和电压与电流采集电路连接至薄膜电容用于采集数据；所述温度传感器模块设置有PT100铂热电阻和扩散硅芯体用于采集温度数据；所述WIFI无线接入点和WIFI客户端模块采用基于AP组建的基础无线网络连接；所述电压与电流采集电路连接至薄膜电容的直流母线。

本实用新型通过采集模块内的电压与电流采集电路和温度传感器模块采集每个薄膜电容的运行状态数据，通过数据处理模块处理后采用WIFI发送至4G DTU模块中再通过无线传输至远程控制模块，实现了每个薄膜电容数据的及时记录、显示和预警，做到自动化采集，采集过程高效且结果精确，提高薄膜电容运行的可靠性和安全性。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：1）能采集每个薄膜电容的运行状态数据，同时能将数据发送至远程采集模块对数据进行处理后及时记录、显示和预警，实现自动化数据采集；2）采集过程高效且结果精确，提高薄膜电容运行的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明的结构方框图。

图2为本发明电压与电流采集电路的原理图。

图3为本发明温度压力传感器模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型作进一步描述。

见图1至图3，一种薄膜电容在线状态监测系统，包括远程控制模块、与远程控制模块无线连接的若干现场控制模块；所述远程控制模块包括SQL数据库和与其连接的人机界面装置，所述现场控制模块包括4G DTU模块，WIFI无线接入点和若干采集模块；所述4G DTU模块与远程控制模块内的SQL数据库无线连接，所述4G DTU模块还连接有WIFI无线接入点，所述WIFI无线接入点与若干采集模块分别连接，所述采集模块包括与WIFI无线接入点连接的WIFI客户端模块、电源模块、数据处理模块、温度压力传感器模块、电压与电流采集电路；所述电源模块分别与WIFI客户端模块、数据处理模块和温度压力传感器模块连接用于提供电源，所述WIFI客户端模块连接数据处理模块，所述数据处理模块分别连接温度压力传感器模块和电压与电流采集电路，所述温度压力传感器模块和电压与电流采集电路连接至薄膜电容用于采集数据；所述温度传感器模块设置有PT100铂热电阻和扩散硅芯体用于采集温度数据；所述WIFI无线接入点和WIFI客户端模块采用基于AP组建的基础无线网络连接；所述电压与电流采集电路连接至薄膜电容的直流母线。

本实施方式中，所述数据处理模块内设置有单片机和ARM，可编程逻辑器件为FPGA，所述4G DTU模块采用的无线连接方式有联通、移动和GPRS网络。

本实施方式中，所述电源模块为DC-DC电源模块，将薄膜电容的高压直流电转换成24V低压直流电，且为了减少能耗及供电电压范围要求，只在薄膜电容充电时对WIFI客户端模块、数据处理模块和温度压力传感器模块供电。

本实施方式中，所述温度传感器模块设置有PT100铂热电阻和扩散硅芯体用于采集温度数据；将采集到的温度压力信号转换成模拟量信号发送给数据处理模块；而所述电压与电流采集电路连接至薄膜电容的直流母线，通过检测母线电压和母线温度，并结合母线材料的温度系数后计算得到母线电流；数据处理模块在得到温度传感器模块和电压与电流采集电路得到的数据后，计算得到薄膜电容器的容值，并通过WIFI无线接入点和WIFI客户端模块组建的基于AP组建的基础无线网络将数据发送至4G DTU模块，4G DTU模块随后通过无线方式将数据发送至远程控制模块中。

本实施方式中，每个薄膜电容上采集模块内的WIFI客户端模块与现场控制模块的WIFI无线接入点共同组成局域网WIFI；WIFI无线接入点与4G DTU模块相连传输数据；4GDTU模块则采用联通、移动GPRS网络将数据传输至远程控制模块中；在数据处理模块计算完成后，数据依次通过WIFI客户端模块、WIFI无线接入点和4G DTU模块后，到达远程控制模块中。远程控制模块在收到数据后，将数据存储在SQL数据库中，并通过计算比较薄膜电容器运行参数是否正常；运行数据、异常情况会同时在显示屏上体现出来。

本实施方式中，所述电压与电流采集电路见图2，在薄膜电容的直流母线上直接采集电压电流信号，经过数据处理模块的处理后输出给WIFI客户端模块。

本实施方式中，所述温度压力传感器模块见图3，将敏感元件、放大器及温度补偿电流集成，利用三极管的基极和发射极之间PN结敏感温度的高低，使得三极管的输出电流发生变化，改变管压降的大小，从而使得电桥电源电压得到改变，达到补偿的目的。

本实施方式中，薄膜电容在线状态监测系统采集到每个薄膜电容器的温度、内压、电压、电流及容值等运行状态数据后，同时将数据发送回远程控制模块；远程控制模块对数据进行计算处理后及时记录、显示、预警，实现了自动化数据采集，采集过程高效，提高了薄膜电容器的运行可靠性和安全性。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种薄膜电容在线状态监测系统，其特征在于：包括远程控制模块、与远程控制模块无线连接的若干现场控制模块；所述远程控制模块包括SQL数据库和与其连接的人机界面装置，所述现场控制模块包括4G DTU模块，WIFI无线接入点和若干采集模块；所述4G DTU模块与远程控制模块内的SQL数据库无线连接，所述4G DTU模块还连接有WIFI无线接入点，所述WIFI无线接入点与若干采集模块分别连接，所述采集模块包括与WIFI无线接入点连接的WIFI客户端模块、电源模块、数据处理模块、温度压力传感器模块、电压与电流采集电路；所述电源模块分别与WIFI客户端模块、数据处理模块和温度压力传感器模块连接用于提供电源，所述WIFI客户端模块连接数据处理模块，所述数据处理模块分别连接温度压力传感器模块和电压与电流采集电路，所述温度压力传感器模块和电压与电流采集电路连接至薄膜电容用于采集数据。

2.根据权利要求1所述的一种薄膜电容在线状态监测系统，其特征在于：所述温度传感器模块设置有PT100铂热电阻和扩散硅芯体用于采集温度数据。

3.根据权利要求1所述的一种薄膜电容在线状态监测系统，其特征在于：所述WIFI无线接入点和WIFI客户端模块采用基于AP组建的基础无线网络连接。

4.根据权利要求1所述的一种薄膜电容在线状态监测系统，其特征在于：所述电压与电流采集电路连接至薄膜电容的直流母线。