一种电容器元件击穿的振动监测装置及振动监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电容器元件击穿的振动监测装置及振动监测方法。该监测装置包括微处理器CPU，设置在每个电容器的外壳上的加速度传感器，用于模数转换的A\D转换模块，用于显示元件击穿的电容器编号、击穿时间和击穿累计次数的显示器。该监测方法在微处理器CPU内设定有加速度幅值阈值；加速度信号大于所述幅度加速度幅值阈值时，判定对应电容器中发生元件击穿，提取发生元件击穿的电容器的加速度信号，并记录发生元件击穿的电容器的编号、击穿时刻、和已经发生的击穿累计次数，并将发生击穿的电容器的编号、击穿时刻和已经发生的击穿累计次数传输给显示器。该装置和方法可避免电容器累积故障造成更大的损失，也可快速定位故障电容器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电容器在线监测
，特别涉及一种电容器元件击穿的振动监测 装置及振动监测方法，适用于高压油浸电容器。
技术介绍
目前，电容器故障监测常用的方法有内部不平衡、电容量、温度、压力、局部放电、 微水、油气谱等监测。 内部不平衡监测在电容器装置中作为电容器内部故障保护广泛应用，根据不同的 接线形式，内部不平衡保护的灵敏度和应用场合不同。不管是哪一种内部不平衡保护都存 在对称故障条件下，内部不平衡保护将无法监测的情况。 理论上和实际测量中都可以发现，电容器元件的击穿是整组电容器元件随机击 穿。拿桥式接线方式的内部不平衡保护来看，如图1所示，当某一桥臂(^电容器发生元件 击穿后，四个桥臂中电容器C2或电容器C 3发生元件故障将会使桥臂重新恢复平衡。因此， 只有当电容器C1或电容器C 4再次发生元件故障时，才能扩大不平衡直到内部不平衡监测报 警，其他的内部不平衡监测接线都存在同样的问题。这说明，传统的内部不平衡监测有50% 左右的可能性将故障累积，直到发生电容器雪崩式大量损坏或爆炸等严重故障。 电容器在运行过程中电容量会随时间发生变化，也会随着温度发生变化，这是由 电容器本身的特性所决定的。这些因素会影响利用绝对电容量来反映电容器故障的可靠 性。因此，在线监测电容量的方法最近几年虽然有些变电站尝试使用，但是没有得到广泛应 用。 随着国内输电容量以及电压等级的提高，电容器组的容量也越来越大。有资料显 示±500kV的输电系统将会使用800多万kvar的电容器，±800kV的输电系统将会使用 1200多万kvar的电容器。按照国内目前常用的电容器单台容量在500kvar~600kvar之 间，一条直流输电线使用的电容器数量将在1. 5万台~2. 4万台。而不平衡检出法只可能 检出电容器组中发生了元件击穿，而对发生元件击穿的电容器个数和位置无法确定，检修 的时候需要对整个电容器组中的电容器进行逐个测量，数量如此巨大的电容器在剔除故障 单元的过程中会耗费大量的人力物力。 其他相关监测手段如局放、油温、油色谱等，均为间接监测。目前尚无与这些参量 有关的实用的寿命模型，很难反映电容器的当前状态，同时，这些传感器的安装可能会破坏 电容器的密封性，目前仅在集合式电容器中少量使用。运行量最大的电容器组架装置监测 中尚未得到广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该 装置和方法不仅可以监测电容器在运行过程中是否发生元件击穿，而且可以定位故障电容 器并将电容器的击穿累计次数以及击穿时刻输出；能够避免电容器在对称故障下累积故障 造成更大的损失，也可以快速定位故障电容器，节约检修的人力物力。 为达到上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。 方案一·· 一种电容器元件击穿的振动监测装置，其特征在于，包括微处理器CPU，设置在每 个电容器的外壳上的加速度传感器，用于模数转换的A\D转换模块，用于显示元件击穿的 电容器编号、击穿时间和击穿累计次数的显示器；所述加速度传感器的输出端电连接A\D 转换模块的输入端，所述A\D转换模块的输出端电连接所述微处理器CPU的I/O输入端，所 述微处理器CPU的I/O输出端电连接所述显示器的输入端。 本技术方案的特点和进一步改进在于： 所述监测装置还包括用于存储元件击穿的电容器的编号、击穿时间和击穿累计次 数的存储器，所述存储器与所述微处理器CPU电连接。 所述监测装置还包括通讯模块和外部后台管理计算机，所述通讯模块的输入端与 所述微处理器CPU电连接，所述通讯模块的输出端与外部后台管理计算机电连接。 所述加速度传感器安装在电容器的外壳的大侧面的左向位置或右向位置。具体 地，设定电容器1的外壳的大侧面上高为H，宽为W，加速度传感器的具体安装位置点距离大 侧面上边沿为0. 5H，距离大侧面左边沿为0. 35W。 方案二： 一种电容器元件击穿的振动监测方法，基于上述电容器元件击穿的振动监测装 置，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，加速度传感器米集电容器的外壳上的加速度信号，并将该加速度信号传 输给微处理器CPU ; 步骤二，在微处理器CPU内设定有加速度幅值阈值；对每个电容器和对应的加速 度传感器进行编号，并将编号存储到微处理器CPU中，微处理器CPU实时接收到加速度信号 后，与所述加速度幅值阈值进行比较；加速度信号大于所述加速度幅值阈值时，判定对应电 容器中发生元件击穿，提取发生元件击穿的电容器的加速度信号，并记录发生元件击穿的 电容器的编号、击穿时刻、和已经发生的击穿累计次数，并将发生击穿的电容器的编号、击 穿时刻和已经发生的击穿累计次数传输给显示器； 步骤三，显示器显示发生击穿的电容器的编号、击穿时刻和已经发生的击穿累计 次数。 本技术方案的特点和进一步改进在于： 在步骤二中，微处理器CPU剔除小于等于设定加速度幅值阈值的加速度信号。 在步骤二中，微处理器CPU对加速度信号进行两次积分，剔除两次积分后结果为 零的加速度信号。 在步骤二中，微处理器CPU将发生击穿的电容器的编号、击穿时刻和已经发生的 击穿累计次数传输给存储器进行存储。 在步骤二中，微处理器CPU对加速度信号进行倒频谱分析，将振动源信号和传递 函数分离，剔除有特征峰存在的加速度信号。 在步骤三中，微处理器CPU将发生击穿的电容器的编号、击穿时刻和已经发生的 击穿累计次数经通讯模块传输给外部后台管理计算机。 本专利技术的电容器元件击穿的振动监测装置及其振动监测方法，可以实现电容器元 件击穿的在线监测，监测电容器在运行过程中是否发生元件击穿，记录发生元件击穿的电 容器的编号、击穿时刻、和已经发生的击穿累计次数，定位故障电容器并将电容器的元件击 穿累计次数以及击穿时刻传输至显示器进行显示并传输至后台管理计算机；避免电容器在 对称故障下累积故障造成更大的损失，节约检修的人力物力；而且该装置安装使用方便。【附图说明】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细说明。 图1为
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中的桥式接线方式的内部不平衡监测方法的电气连接示意图。 图2为本专利技术的电容器元件击穿的振动监测装置的电气连接结构示意图。 图3为加速度传感器的最佳安装位置示意图。【具体实施方式】 参照图1，为
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中的桥式接线方式的内部不平衡监测方法的电气连接示意 图。 参照图2,为本专利技术的电容器元件击穿的振动监测装置的电气连接结构示意图。该 监测装置包括微处理器CPU，设置在每个电容器的外壳上的加速度传感器，用于模数转换的 A\D转换模块（A:analog signals模拟信号，D:digital signals数字信号，A\D转换模块 为模数转换模块），用于显示元件击穿的电容器编号、击穿时间和击穿累计次数的显示器， 本实施例采用LED显示器；加速度传感器的输出端电连接A\D转换模块的输入端，A\D转换 模块的输出端电连接微处理器CPU的I/O输入端，微处理器CPU的I/O输出端电连接显示 器的输入端。 其中，监测装置还包括用于存储元件击穿的电容器编号、击穿时间和击穿累计次 数的存储器，存储器与微处理器CPU电连接。 其中，监测装置还包括外部后台管理计算机（即：外部后台管理系统），用于与外 部后台管理计算机通讯的通讯模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容器元件击穿的振动监测装置，其特征在于，包括微处理器CPU，设置在每个电容器的外壳上的加速度传感器，用于模数转换的A\D转换模块，用于显示元件击穿的电容器编号、击穿时间和击穿累计次数的显示器；所述加速度传感器的输出端电连接A\D转换模块的输入端，所述A\D转换模块的输出端电连接所述微处理器CPU的I/O输入端，所述微处理器CPU的I/O输出端电连接所述显示器的输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚鹏，朱继红，张鹤飞，
申请(专利权)人：朱继红，
类型：发明
国别省市：陕西;61