一种电容器组故障的分布式保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种电容器组故障的分布式保护装置，所述电容器组由多缸电容器经串联及并联组成；所述分布式保护装置包括贮有报警阈值的单片机、设于每缸电容器的导线处的电流传感器，还包括用于将各缸电容器传感器接入电容器组的继电器；所述单片机与电流传感器相连以采集导线电流数据，当某缸电容器的导线电流数据超出报警阈值时，单片机控制该缸电容器处的继电器把该缸电容器从电容器组中断开；本实用新型专利技术为针对10千伏电容器组的分布式保护装置，即电容器单缸电流保护装置，能在电容器熔丝故障之前切除故障。丝故障之前切除故障。丝故障之前切除故障。

【技术实现步骤摘要】
一种电容器组故障的分布式保护装置


[0001]本技术涉及电力设备
，尤其是一种电容器组故障的分布式保护装置。

技术介绍

[0002]随着我国新能源的快速发展及各类新型用电设备的广泛使用，电力系统容量急剧增长，电网中无功功率需求持续上升。电力电容器作为电力系统中最常见的无功补偿装备，具有结构简单、使用灵活、性价比高等优点，在电网实际运行中，受诸多因素影响，往往会产生电力电容器故障，不仅会影响电网的电网质量和安全，还会威胁其他设备的正常运行和电力系统的正常稳定运行。因此研制电力电容器故障时的保护方案十分重要，关系到电力系统运行时的安全性和可靠性。

技术实现思路

[0003]本技术提出一种电容器组故障的分布式保护装置，为针对10千伏电容器组的分布式保护装置，即电容器单缸电流保护装置，能在电容器熔丝故障之前切除故障。
[0004]本技术采用以下技术方案。
[0005]一种电容器组故障的分布式保护装置，所述电容器组由多缸电容器经串联及并联组成；所述分布式保护装置包括贮有报警阈值的单片机、设于每缸电容器的导线处的电流传感器，还包括用于将各缸电容器传感器接入电容器组的继电器；所述单片机与电流传感器相连以采集导线电流数据，当某缸电容器的导线电流数据超出报警阈值时，单片机控制该缸电容器处的继电器把该缸电容器从电容器组中断开。
[0006]所述电容器组为十五缸电容器组，其三相中的每相均有五缸电容器；所述电流传感器为十五个，分别安装至各缸电容器的线路处以采集各缸电容器的电流幅值。
[0007]所述单片机的数据输入端经模数转换器的ADC芯片与电流传感器相连，通过模数转换器对各缸电容器进行多通道依次连续采样，所述模数转换器为电荷再分配逼近型模数传换器，每个ADC芯片均有八个输入通道，ADC芯片数量为两个，ADC芯片经输入通道与各电流传感器相连，每个电流传感器均与ADC芯片的一个输入通道相连。
[0008]所述ADC芯片采用小型QFN20封装，其内部集成用于多通道依次连续采样的序列器。
[0009]所述电流传感器将检测到的数据信号转换成直流4
‑
20mA的模拟信号，然后通过采样电阻将电流信号转换成电压信号，再经过运算放大器放大后，匹配为所需的电压范围，再通过两块八通道的ADC芯片将模拟量转换成数字量，最后通过串行接口SPI将转换成数字量的采样数据传输给单片机。
[0010]所述单片机经串口，通过MODBUS协议把采样数据传输给上位机。
[0011]所述单片机将收到的采样数据经数字滤波处理后，与报警阈值相比较，若采样数据达到报警阈值，则发出报警信息。
[0012]所述电流传感器选用绝缘耐压高的JLK
‑
7交流电流传感器。
[0013]所述单片机为STM32系列的ARM Cortex
‑
M内核单片机。
[0014]所述ADC芯片采用MS5189N，使用SPI接口实现寄存器的配置和转换数据的接收，其SPI接口以单独电源供电。
[0015]本技术能采集目标电容器组的实时单缸电流峰值，并贮有目标电容器组正常运行时的电流阈值；通过比较电流峰值和阈值的大小来判断目标电容器组是否存在故障；能在检测到故障时打开电容器组的保险开关（继电器）来自动切除故障电容器，实现到对目标电容器组的故障检测与保护。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：
[0017]附图1是电容器组的内部接线结构示意图；
[0018]附图2是保护装置的系统原理示意图；
[0019]附图3是本技术的工作流程示意图。
具体实施方式
[0020]如图所示，一种电容器组故障的分布式保护装置，所述电容器组由多缸电容器经串联及并联组成；所述分布式保护装置包括贮有报警阈值的单片机、设于每缸电容器的导线处的电流传感器，还包括用于将各缸电容器传感器接入电容器组的继电器；所述单片机与电流传感器相连以采集导线电流数据，当某缸电容器的导线电流数据超出报警阈值时，单片机控制该缸电容器处的继电器把该缸电容器从电容器组中断开。
[0021]所述电容器组为十五缸电容器组，其三相中的每相均有五缸电容器；所述电流传感器为十五个，分别安装至各缸电容器的线路处以采集各缸电容器的电流幅值。
[0022]所述单片机的数据输入端经模数转换器的ADC芯片与电流传感器相连，通过模数转换器对各缸电容器进行多通道依次连续采样，所述模数转换器为电荷再分配逼近型模数传换器，每个ADC芯片均有八个输入通道，ADC芯片数量为两个，ADC芯片经输入通道与各电流传感器相连，每个电流传感器均与ADC芯片的一个输入通道相连。
[0023]所述ADC芯片采用小型QFN20封装，其内部集成用于多通道依次连续采样的序列器。
[0024]所述电流传感器将检测到的数据信号转换成直流4
‑
20mA的模拟信号，然后通过采样电阻将电流信号转换成电压信号，再经过运算放大器放大后，匹配为所需的电压范围，再通过两块八通道的ADC芯片将模拟量转换成数字量，最后通过串行接口SPI将转换成数字量的采样数据传输给单片机。
[0025]所述单片机经串口，通过MODBUS协议把采样数据传输给上位机。
[0026]所述单片机将收到的采样数据经数字滤波处理后，与报警阈值相比较，若采样数据达到报警阈值，则发出报警信息。
[0027]所述电流传感器选用绝缘耐压高的JLK
‑
7交流电流传感器。
[0028]所述单片机为STM32系列的ARM Cortex
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M内核单片机。
[0029]所述ADC芯片采用MS5189N，使用SPI接口实现寄存器的配置和转换数据的接收，其
SPI接口以单独电源供电。
[0030]实施例：
[0031]将15个电流传感器安装至每缸电容器的线路中，获取每缸电容器电流幅值，若正常运行时，单缸电流则保持在正常的误差范围内，若单缸电流超过了单片机程序中设定的报警阈值，系统会立刻发生报警并断开该路控制电容器组的继电器。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器组故障的分布式保护装置，其特征在于：所述电容器组由多缸电容器经串联及并联组成；所述分布式保护装置包括贮有报警阈值的单片机、设于每缸电容器的导线处的电流传感器，还包括用于将各缸电容器传感器接入电容器组的继电器；所述单片机与电流传感器相连以采集导线电流数据，当某缸电容器的导线电流数据超出报警阈值时，单片机控制该缸电容器处的继电器把该缸电容器从电容器组中断开。2.根据权利要求1所述的一种电容器组故障的分布式保护装置，其特征在于：所述电容器组为十五缸电容器组，其三相中的每相均有五缸电容器；所述电流传感器为十五个，分别安装至各缸电容器的线路处以采集各缸电容器的电流幅值。3.根据权利要求2所述的一种电容器组故障的分布式保护装置，其特征在于：所述单片机的数据输入端经模数转换器的ADC芯片与电流传感器相连，通过模数转换器对各缸电容器进行多通道依次连续采样，所述模数转换器为电荷再分配逼近型模数传换器，每个ADC芯片均有八个输入通道，ADC芯片数量为两个，ADC芯片经输入通道与各电流传感器相连，每个电流传感器均与ADC芯片的一个输入通道相连。4.根据权利要求3所述的一种电容器组故障的分布式保护装置，其特征在于：所述ADC芯片采用小型QFN20封装，其内部集成用于多通道依次连续采样的序列器。5.根据权利要求3所述的一种电容器组故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄云程，沈谢林，张国灿，庄奕挺，林燕强，彭炜文，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司泉州供电公司，
类型：新型
国别省市：