一种高压电容器组支路电流监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高压电容器组支路电流监测装置，该装置包括自励取能及电源转换电路、电流检测采集电路、ＣＰＵ数据采集控制电路及无线收发电路；自励取能及电源转换电路从高压线路取得能量并转换输出直流电压；电流检测采集电路采集电流瞬时值，并输出至ＣＰＵ数据采集控制电路，用于完成支路不平衡电流ＡＤ交流采样、电流谐波计算，并经无线收发电路完成双向无线数字传输。该监测装置解决了高电位下电容器组的监测保护问题，以电容器组故障过程中支路不平衡电流、谐波分布为分析依据，揭示电容器组损坏机理，以降低电容器组的故障率，对提高电网安全运行水平和经济效益具有重要意义。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电流监测
，尤其涉及一种应用于电力系统中的高压悬浮 电位下高压电容器组支路电流的无线监测装置。
技术介绍
随着我国电网西电东送、南北互供和全国联网战略的实施，电网建设不断加强。为 提高电网稳定水平，增大线路的输电能力，增强电网短路电流水平，串联补偿电容装置和电 网动态无功补偿技术及短路故障限流技术日渐受到各方的重视，一些大区电网都在规划和 建设这类工程项目。其中，电容器组作为担负串补装置、动态无功补偿装置和串联谐振型故障限流装 置主要功能的一次设备，其性能优劣决定了装置的运行可靠性，是最需要保护的关键部件。在装设有串补装置 、动态无功补偿装置和串联谐振型故障限流装置的线路中，当 线路发生故障或是相邻线路发生故障，电流流过电容器组，在电容器两端产生较高的电压， 容易致使电容器组损坏。为了防止在故障电流情况下，电容器组两端的过电压造成电容器 的损坏，目前通用的过压保护方法是在电容器两端并联M0V(金属氧化物限压器，为Metal Oxide Varistor的英文缩写，以下简称MOV)对电容器进行保护。当电容器电压达到保护水 平时，M0V限制电容器两端的电压的升高，可以保护电容器不受损坏。电容器上能承受短时 间的过负荷而不受损坏，然而随着过负荷时间的延长，可能导致电容器老化或绝缘损坏。电容器组一般由电容器单元组成，电容器单元由多台电容器串、并联而成。电容器 组的工作应不受单个电容器故障的影响，当单元电容器组内部电容器元件因过电压而击穿 或熔丝熔断时，该电容器元件即退出运行，从而使得电容器组单元等值电容减小。这种减 小，将造成流过该单元的电流增加，电压升高，对非故障电容器元件造成不利影响，甚至导 致恶性循环。为了防止电容元件出现雪崩损坏，必须对电容器组支路不平衡电流设置相应 的在线监测保护措施，避免此类现象的发生。然而，由于串补装置、动态无功补偿装置和串联谐振型故障限流装置中的电容器 组处于高电位，电容器组支路电流监测装置的供电取能问题是现有技术难以解决的技术难 题。另外，支路电流监测装置处于高电位，所处电磁环境恶劣，输电线路的大电流、高电压场 强会对监测装置造成较大的电磁干扰，电容器组支路电流监测装置的抗干扰设计问题，及 处于高电位的监测装置与地面设备的通讯问题，都是现有技术难以解决的技术问题。因此， 目前现有技术中并不存在用于对电容器组支路不平衡电流进行在线监测保护的监测装置。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术提供一种高压电容器组支路电流监测装置，以 解决现有技术中存在的监测装置供电取能、抗干扰、及与地面设备通讯等诸多问题。为解决上述问题，本技术提供以下技术方案一种高压电容器组支路电流监测装置，所述监测装置包括自励取能及电源转换电路、电流检测采集电路、CPU数据采集控制电路及无线收发电路。所述自励取能及电源转换电路从高压线路取得电源并转换输出直流电压供给电 流检测采集电路及CPU数据采集控制电路；电流检测采集电路用于采集、处理支路电流瞬 时值，并输出至CPU数据采集控制电路，所述CPU数据采集控制电路用于完成支路不平衡电 流AD (模拟数字转换，以下简称AD)交流采样、电流谐波计算，并经无线收发电路完成双向 无线数字传输。所述自励取能及电源转换电路包括电流互感器、电压尖峰吸收电路、输出电压反 馈及稳压电路、电源滤波和抗干扰电路及电源转换电路。所述自励取能电路互感器输出端并联电压尖峰吸收电路和双向可控硅，电路互感 器取得的电能经桥式整流输入到电源滤波和抗干扰电路，其电压输出给输出电压反馈和稳 压电路，并经电源转换电路输出稳定电压。所述输出电压负反馈和稳压电路包括双向可控硅及触发电路。所述电源滤波和抗干扰电路输出稳定电压为10V，电源转换电路输出稳定电压为3. 3V。所述电流检测采集电路包括电流互感器、测量电阻、隔直电容、低通滤波器及用于 输入保护的二极管、稳压管。所述CPU数据采集控制电路用于完成电流的AD交流采集，并进行有效值计算和电 流谐波分析。所述无线收发电路为低功耗收发器件，用于双向无线数据传输，其收发频率为 433MHz。采用本技术的高压电容器组支路电流无线监测装置很好的解决了高电位下 电容器组的监测保护问题，以电容器组故障过程中支路不平衡电流、谐波分布为分析依据， 揭示电容器组损坏机理，以降低电容器组的故障率，对提高电网安全运行水平和经济效益 具有重要意义。同时，具备以下有益效果1、高电位线路电流自励取能和电源转换，提高了装置的安全性和可靠性；2、采用无线短距离数字传输，解决了高电位的通讯问题；3、装置电路设计采用低功耗芯片设计，线路电流自励取能电路满足功率要求；4、采用了多项电磁抗干扰措施，满足了在大电流、高电压电磁干扰环境下可靠工 作的要求；5、电路实现简单、成本低、器件易于选取。附图说明图1为本技术高压电容器组支路电流监测装置总体结构示意图；图2为本技术高压电容器组支路电流监测装置工作流程图；图3为本技术自励取能及电源转换电路的原理框图；图4为本技术电流检测采集电路的原理框图；图5为本技术CPU数据采集控制电路及无线收发电路的原理框图。具体实施方式本技术提供了一种高压电容器组支路电流监测装置。本技术的具体实施方式如下电容器组作为担负串补装置、动态无功补偿装置和串联谐振型故障限流装置主要 功能的一次设备，其性能优劣决定了装置的运行可靠性，是最需要保护的关键部件。电容器组一般由电容器单元组成，电容器单元由多台电容器串、并联而成。电容器 组的工作应不受单个电容器故障的影响，当单元电容器组内部电容器元件因过电压而击穿 或熔丝熔断时，该电容器元件即退出运行，从而使得电容器组单元等值电容减小。这种减 小，将造成流过该单元的电流增加，电压升高，对非故障电容器元件造成不利影响，甚至导 致恶性循环。为了防止电容元件出现雪崩损坏，本技术对电容器组支路不平衡电流设 置相应的在线监测保护措施，避免此类现象的发生。不平衡电流监测保护是在运行状态下，通过监测电容器组桥臂中点连接支路的电 流(不平衡电流)的大小，来判断与衡量单元电容器组内部电容器元件的运行情况。当单 元电容器组内部完好无缺时，在不考虑电容器元件参数差异、测量系统误差时，其中心连接 支路上的不平衡电流的理论值应该为0。当内部有电容器元件退出运行时，桥臂平衡被破 坏，不平衡电流随之出现，且这种不平衡电流将随内部电容器元件损坏的个数，即不平衡度 的增加而加大。在出现个别电容器单元或电容器组损坏的情况下，电容器组支路不平衡电 流监测保护可以确保包括电容器在内一次设备安全。本技术高压电容器组支路电流监测装置解决了高电位下电容器组的监测保 护问题，以电容器组故障过程中支路不平衡电流、谐波分布为分析依据，揭示电容器组损坏 机理，以降低电容器组的故障率。根据不同要求，测量用电流互感器(以下简称CT) 一次侧 测量可细化到每个电容器支路，从而通过对监测支路不平衡电流有效值计算和谐波分析， 可以得出具体是电容器组的那条支路的哪个电容发生损坏。以下结合附图与具体实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术为采用自励电源的新型高压电容器组支路电流无线监测 装置，其主要包括自励取能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电容器组支路电流监测装置，其特征在于：所述监测装置包括自励取能及电源转换电路、电流检测采集电路、ＣＰＵ数据采集控制电路及无线收发电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宗华，宣黎鑫，
申请(专利权)人：北京国能子金电气技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]