CN201859196U - 高压并联电容器在线监测装置 - Google Patents

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王先培
杜双育
唐国华
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Abstract

本实用新型涉及电压实时监测技术领域，尤其涉及一种高压并联电容器在线监测装置。本实用新型包括高压平台上的电容器组、电流互感器、高压端数据采集转换板、低压端数据转换板、工控机、客户端，电流互感器加装在电容器组中的每台电容器上，所述电流互感器经屏蔽电缆与所述高压端数据采集转换板相连，所述高压端数据采集转换板经光纤与所述低压端数据转换板连接，所述低压端数据转换板、工控机、客户端依次电连接。本实用新型采用光纤作为高压侧和低压侧的信号传输介质，实现高低压侧的完全的电气隔离，有效减小电磁干扰对监测结果的影响。

Description

高压并联电容器在线监测装置
技术领域
本实用新型涉及电压实时监测技术领域，尤其涉及一种高压并联电容器在线监测装置。
背景技术
对无功补偿电容器组的运行状态进行实时在线监测，以便及时发现故障电容器，在故障扩大前发出预警指示，记录故障发生时的电容器电流、电压波形和谐波状况等参数，给分析电容器故障提供参考，具有重要的应用价值。但是，由于高压并联电容器组一般放在高压架空平台上，高压侧与地面低压侧存在较大的电位差和很强的电磁干扰，因此，采用电力***中常用的电缆通信介质，难以实现对高压平台上的电容器进行在线监测。
实用新型内容
针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种高压并联电容器在线监测装置，以克服采用电缆作为通信介质存在数据无法传输以及电磁干扰严重的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
高压平台上的电容器组、电流互感器、高压端数据采集转换板、低压端数据转换板、工控机、客户端；
电流互感器加装在电容器组中的每台电容器上，所述电流互感器经屏蔽电缆与所述高压端数据采集转换板相连，所述高压端数据采集转换板经光纤与所述低压端数据转换板连接，所述低压端数据转换板、工控机、客户端依次电连接。
所述高压端数据采集转换板采以LM3S9B90为核心器件，通过RJ45接口与高压侧以太网光纤收发器相连，高压侧以太网光纤收发器通过光纤与低压侧以太网收发器连接。
高压侧以太网光纤收发器、低压侧以太网收发器均采用HTB-1100模块构成。
所述高压端数据采集转换板包括48路输入通道。
本实用新型具有以下优点和积极效果：
1）本实用新型采用光纤作为高压侧和低压侧的信号传输介质，实现高低压侧的完全的电气隔离，有效减小电磁干扰对监测结果的影响；
2）本实用新型信号传输方式安全可靠、误差小、传输带宽高；
3）本实用新型高压侧数据采集板以LM3S9B90为核心器件，采样通道多达48路。
附图说明
图1是本实用新型提供的高压并联电容器在线监测装置的结构框图。
图2是本实用新型提供的高压并联电容器在线监测装置的原理框图。
图3是本实用新型中电源电路图。
具体实施方式
本实用新型采用光纤作为通信介质，实现高低压完全电气隔离，适用于10KV及以上的高压并联电容器组，并且能实时显示电容器工作电流、谐波情况、分合闸状态，并在此基础上进行故障判断、报警。
本实用新型在高压侧，通过CT将电容器工作电流信号转换为小电压信号后，送入数据采集模块，经过信号调理、模数转换后变成数字信号，通过移植的TCP/IP协议（lwip）将数字信号打包为网口数据，再利用以太网光纤收发器将网口数据转化为光信号并通过光纤传输至低压侧，低压侧采用与高压侧对应的以太网光纤收发器把光信号还原成电信号送入工控机，由工控机实时显示各电容器的工作电压、电流，分析各电容器上谐波含量随时间的变化情况，记录电容器组分闸和合闸时电流和电压波形、电容器的投切次数和投切时间、发生故障时电容器上的电流和电压波形以及谐波含量情况，从而实现对高压并联电容器的在线监测。
下面以具体实施例结合附图进行详细说明：
图1中，电容器组置于高压平台上，每台电容器加装电流互感器（CT），电流互感器经屏蔽电缆与高压端数据采集转换板相连，高压端数据采集转换板共计有48路输入端口，高压端数据采集转换板通过光纤与低压端数据转换板相连，低压端数据转换板相连再依次与工控机、客户端相连。
图2中，高压架空平台上，多路电流互感器（CT）信号与数据采集板相连，高压端数据采集板以LM3S9B90为核心器件，通过RJ45接口与高压侧以太网光纤收发器相连，高压侧以太网光纤收发器通过光纤与低压侧以太网收发器连接，再通过RJ45接口与工控机相连，其中高低压侧以太网光纤收发器均采用HTB-1100模块，两者通过光纤连接。
图3中，J1 的1、2脚分别接取能多路电流互感器（CT）输出端， LM2596-5.0V和 DS1205为电源芯片，J3的1、2脚分别接GND和+5V的引脚，J4的 1、2、3脚分别接-5V、GND和+5V的引脚。
本实用新型数据处理流程图如下：
程序启动后，用户通过设置界面设置启动参数，控制高压侧数据采集板开始采集，采集到的电容器电流信号通过移植的TCP/IP协议（lwip）将数字信号打包为网口数据，以UDP方式将数据发送至低压侧。工控机在接收数据时设置了一个缓冲区，最近接收的数据放在缓冲区的最后，每接收一批数据，则缓冲区中最前面的一批数据将被覆盖，如此循环，不断读取采集的实时数据。收到数据后分析数据，取自缓冲区的中部，首先进行是否有分合闸工作判定，若处于分闸状态，则启动分合闸计时器，记录前后80个周期的数据，反之进行分合闸计时是否超时判断，若超时，则计算多路信号的有效值，然后分析判断是否由电容器发生故障，一旦判定有电容器发生故障，则将整个缓冲区的数据全部存到文件中，将故障发生前后80个周期的数据存储下来。在故障分析判断完成后，计算并记录多路信号的谐波失真度和各次谐波分量，然后进入下一个数据分析周期，直至程序终止按钮被按下。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种高压并联电容器在线监测装置，其特征在于，包括：
高压平台上的电容器组、电流互感器、高压端数据采集转换板、低压端数据转换板、工控机、客户端；
电流互感器加装在电容器组中的每台电容器上，所述电流互感器经屏蔽电缆与所述高压端数据采集转换板相连，所述高压端数据采集转换板经光纤与所述低压端数据转换板连接，所述低压端数据转换板、工控机、客户端依次电连接。
2.根据权利要求1所述的高压并联电容器在线监测装置，其特征在于：
所述高压端数据采集转换板采以LM3S9B90为核心器件，通过RJ45接口与高压侧以太网光纤收发器相连，高压侧以太网光纤收发器通过光纤与低压侧以太网收发器连接。
3.根据权利要求2所述的高压并联电容器在线监测装置，其特征在于：
高压侧以太网光纤收发器、低压侧以太网收发器均采用HTB-1100模块构成。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的高压并联电容器在线监测装置，其特征在于：
所述高压端数据采集转换板包括48路输入通道。
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