專利名稱：基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
并聯(lián)電容器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的無(wú)功功率補(bǔ)償，一般安裝在變電站內(nèi)采用集中補(bǔ)償，某500KV變電站的電容器組結(jié)構(gòu)如圖1所示。隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大和負(fù)荷需求的不斷增加，系統(tǒng)對(duì)其電壓及無(wú)功的調(diào)節(jié)越來(lái)越頻繁，并聯(lián)電容器組的安全運(yùn)行對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常供電起著非常重要的作用。當(dāng)框架式電容器組中的某只電容器損壞導(dǎo)致整組電容跳閘時(shí)，其他電容可能會(huì)因受沖擊而損壞，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)生電容器組群爆故障，從而擴(kuò)大了事故的范圍及影響。由于電力設(shè)備故障造成的直接損失是巨大的，而由供電中斷造成的間接損失更是無(wú)法估量。傳統(tǒng)的對(duì)電力設(shè)備檢修是通過(guò)預(yù)防性試驗(yàn)即定期維修來(lái)完成的，但預(yù)防性試驗(yàn)是離線進(jìn)行的，即在停電狀態(tài)下進(jìn)行的試驗(yàn)，通常有周期長(zhǎng)、電壓低的特點(diǎn)，且停電后設(shè)備狀態(tài)(如試驗(yàn)電壓、溫度等)和運(yùn)行中狀態(tài)不一致，試驗(yàn)結(jié)果不能十分真實(shí)地反映設(shè)備的故障狀況。而狀態(tài)檢修能夠及時(shí)反映電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，提高整個(gè)系統(tǒng)供電的可靠性，因而成為電力系統(tǒng)設(shè)備維修發(fā)展的趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)檢修的前提條件是電力設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。對(duì)于電力補(bǔ)償電容器組的在線監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)其電容量和介質(zhì)損耗參數(shù)的監(jiān)測(cè)。電容絕緣不良會(huì)引起電容器電容值發(fā)生明顯變化，電容量是電容器故障預(yù)警的直接參數(shù)；監(jiān)測(cè)介質(zhì)損耗同樣可靈敏地發(fā)現(xiàn)電容器絕緣的整體劣化。盡管隨著電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，可應(yīng)用于電容性電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開始得到研發(fā)和應(yīng)用，并已成為預(yù)防性試驗(yàn)方法的有益補(bǔ)充，但文獻(xiàn)檢索表明，專門針對(duì)變電站電力補(bǔ)償電容器組在線監(jiān)測(cè)的研發(fā)尚處于空白階段。公告日2005年12月21日，公告號(hào)為CN 1232831C的中國(guó)發(fā)明專利(專利號(hào)200410026133. 2)公開了一種“電容性電力設(shè)備介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)方法及裝置”，主要步驟有(1)采集接地線上設(shè)備泄漏電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)電纜傳輸?shù)轿挥诒O(jiān)控室的第一信號(hào)調(diào)理器進(jìn)行處理后，送入數(shù)據(jù)采集卡第一通道進(jìn)行采集；(2)采集變電站電壓互感器低壓輸出獲取參考電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)電纜傳輸?shù)轿挥诒O(jiān)控室的第二信號(hào)調(diào)理器進(jìn)行處理后，送入數(shù)據(jù)采集卡第二通道進(jìn)行采集；采集時(shí)通過(guò)第二通道信號(hào)觸發(fā)第一通道，以保證兩個(gè)通道同時(shí)采集；(3)計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)采集卡采集到的兩路信號(hào)進(jìn)行頻譜分析求出它們的角差及角差正切值(介質(zhì)損耗)；(4)計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和查詢，通過(guò)Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。該發(fā)明通過(guò)采集電容性電力設(shè)備的系統(tǒng)電壓和接地泄漏電流，先將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再利用頻譜分析(傅里葉變換)求取設(shè)備介質(zhì)損耗。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電容性電力設(shè)備介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測(cè)、對(duì)采集信號(hào)的數(shù)字化處理以及利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理和歷史數(shù)據(jù)分析、查詢。該方法存在主要問(wèn)題(I)方案設(shè)計(jì)采取有線方式即所有信號(hào)均通過(guò)信號(hào)電纜傳輸。在實(shí)際當(dāng)中，變電站內(nèi)的同一條母線上通常安裝有一臺(tái)電壓互感器(PT)和若干臺(tái)的電容性設(shè)備，因此為了能夠?qū)λ须娙菪栽O(shè)備的絕緣參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，需鋪設(shè)眾多信號(hào)電纜將該P(yáng)T的二次側(cè)電壓信號(hào)分別引到各個(gè)電容性設(shè)備的采集裝置內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的處理后，再將采集卡輸出分別通過(guò)多條線纜引入計(jì)算分析用的計(jì)算機(jī)，這樣做會(huì)帶來(lái)很多的弊端。首先，對(duì)于110KV及以上電壓等級(jí)的變電站來(lái)說(shuō)，由于不同設(shè)備之間的距離是比較遠(yuǎn)的，作為計(jì)算用的基準(zhǔn)電壓信號(hào)在變電站復(fù)雜電磁環(huán)境下的遠(yuǎn)距離傳輸中很容易發(fā)生畸變，從而影響測(cè)量精度，造成故障的誤判。其次，長(zhǎng)距離敷設(shè)電纜也會(huì)增大產(chǎn)生電纜接地故障的概率，影響系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。再者，變電站電容性設(shè)備眾多，需敷設(shè)大量電纜，現(xiàn)場(chǎng)施工量大。此外，若變電站一次設(shè)備主接線發(fā)生變化，都會(huì)產(chǎn)生傳輸信號(hào)電纜敷設(shè)或拆除問(wèn)題；(2)對(duì)于變電站無(wú)功補(bǔ)償電容器組來(lái)說(shuō)，被測(cè)電容始終處于高壓帶電狀態(tài)，基于絕緣安全考慮，也不允許把PT 二次側(cè)電壓信號(hào)用有線方式接到處于高壓狀態(tài)的電容電流采集單元上，因而該技術(shù)方案并不適用于變電站補(bǔ)償電容器組的在線監(jiān)測(cè)。
公開日2006年6月28日，公告號(hào)為CN 1793990A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00510022748. 2)公開了一種“電容性設(shè)備介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，包括測(cè)試儀、中心計(jì)算機(jī)和電流采樣電路。該發(fā)明采取中心計(jì)算機(jī)通過(guò)GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程控制多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測(cè)試儀，借助測(cè)試儀上安裝的GPS模塊，實(shí)現(xiàn)異地的同步采集，收到測(cè)試儀回傳的采集數(shù)據(jù)后，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，求得各個(gè)電容性設(shè)備的采樣電流的基波相位，再由相位求得相互之間的介質(zhì)損耗角差。該申請(qǐng)方案重點(diǎn)解決了多個(gè)相對(duì)距離較遠(yuǎn)的分散電容性設(shè)備之間的異地同步采集問(wèn)題，能使測(cè)試儀就近接入采樣，從而利用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可滿足遠(yuǎn)距離通信指令的特點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)電容性設(shè)備之間的介質(zhì)損耗角差。但面對(duì)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)對(duì)象框架式并聯(lián)電容器組通常幾十個(gè)電力電容器同一地點(diǎn)集中安裝的情況，則存在一系列問(wèn)題(1)該申請(qǐng)方案只能利用其設(shè)計(jì)的電流采樣電路同步采集多個(gè)電容性設(shè)備的末屏電流信號(hào)，計(jì)算后得到其相位差，利用其表征的介質(zhì)損耗角差來(lái)間接判斷被測(cè)設(shè)備的介質(zhì)損耗(以一個(gè)介質(zhì)損耗較小的電容性設(shè)備作為基準(zhǔn))，不能獲取并存儲(chǔ)電容性設(shè)備的實(shí)際介質(zhì)損耗值和電容量值并與歷史值比較、評(píng)估，采用基準(zhǔn)(自身會(huì)變化)對(duì)比法難以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性；(2)該申請(qǐng)方案的電流采樣電路只能當(dāng)與之并聯(lián)的短路接地刀閘拉開時(shí)才可進(jìn)行并完成帶電測(cè)試，當(dāng)電容性設(shè)備末屏電流接地時(shí)，接地刀閘K閉合，無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連續(xù)在線采樣；(3)該申請(qǐng)方案為克服GPRS網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題，每個(gè)測(cè)試儀上都安裝GPRS模塊和GPS模塊并采用蓄電池供電，由于其測(cè)試儀和電流采樣電路可放置在電容性設(shè)備末屏接地處，不必過(guò)分考慮體積、供電功率及更換維修問(wèn)題，但面對(duì)集中大量安裝的變電站無(wú)功補(bǔ)償電容器組，一是加裝大量的GPRS模塊和GPS模塊成本高、投資大，更重要的是由于運(yùn)行高壓及安裝空間的限制，要求加裝測(cè)量設(shè)備體積須足夠小并盡可能地長(zhǎng)期連續(xù)供電運(yùn)行，因此必須減小裝置體積、功耗，盡可能減少可能影響設(shè)備運(yùn)行的維護(hù)更換，該申請(qǐng)方案顯然無(wú)法滿足這一點(diǎn)。公告日2011年4月6日，公告號(hào)為CN 101493485B的中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00910021454. 6)也公開了一種“電容性設(shè)備介質(zhì)損耗角在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，包括微處理器、泄漏電流信號(hào)采集模塊、GPS同步模塊、無(wú)線通信模塊、A/D采樣模塊、測(cè)頻采樣單元，其采用分層分布式結(jié)構(gòu)集中管理的方式，根據(jù)功能要求將系統(tǒng)分為監(jiān)測(cè)層、控制層和信息層，由一個(gè)監(jiān)測(cè)主機(jī)(控制層)控制多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)(包括采集單元SU和智能處理單元IPU)完成對(duì)異地多個(gè)不同電容性設(shè)備的異地同步采集；其存在問(wèn)題是(I)監(jiān)測(cè)原理上選擇一組電容性設(shè)備做參考標(biāo)準(zhǔn)，提取其末屏電流后使用相對(duì)比較法進(jìn)行故障判斷，不能獲得對(duì)電容性設(shè)備電容量及介質(zhì)損耗值的檢測(cè)數(shù)據(jù)及其歷史值從而對(duì)其變化趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)估對(duì)比；
(2)其現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)(包括微處理器、泄漏電流信號(hào)采集模塊、A/D采樣模塊、測(cè)頻采樣單元、無(wú)線通信模塊、GPS模塊)為實(shí)現(xiàn)異地同步采集加裝了網(wǎng)絡(luò)通信和GPS模塊，不但供電功耗大、運(yùn)行費(fèi)用高，難以解決設(shè)備連續(xù)供電問(wèn)題，而且如果大量集中加裝顯然投資巨大，不適用于變電站補(bǔ)償電容器組大量電容的集中監(jiān)測(cè)；(3)對(duì)于變電站補(bǔ)償電容的監(jiān)測(cè)，要求被測(cè)電壓和被測(cè)電流須在同一位置進(jìn)行定點(diǎn)采樣，否則將導(dǎo)致傅里葉計(jì)算結(jié)果的不穩(wěn)定，該方案中的GPS對(duì)時(shí)顯然不能滿足，GPS對(duì)時(shí)只能保證多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互相之間被測(cè)電流采樣時(shí)刻的同步，但不能解決補(bǔ)償電容被測(cè)電壓和被測(cè)電流須在同一位置進(jìn)行定點(diǎn)采樣的問(wèn)題，且該方案未提供如何盡可能在與電流相同位置定點(diǎn)測(cè)取設(shè)備電壓的設(shè)計(jì)方案，因而僅適用于使用相對(duì)比較法測(cè)取電容性設(shè)備末屏電流進(jìn)行故障判斷的方案。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站電力補(bǔ)償電容器組所有電容的電容量和介質(zhì)損耗參數(shù)的連續(xù)、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；解決補(bǔ)償電容器運(yùn)行在高壓狀態(tài)，其工作電流取樣須滿足電力規(guī)程所要求絕緣安全的問(wèn)題；解決補(bǔ)償電容器電流、電壓檢測(cè)單元若大量加裝網(wǎng)絡(luò)通信模塊和GPS模塊可能帶來(lái)的投資大、運(yùn)行交費(fèi)成本高問(wèn)題，解決其低功耗和長(zhǎng)期、連續(xù)供電問(wèn)題；解決補(bǔ)償電容被測(cè)電壓和被測(cè)電流須同位置定點(diǎn)、同步采樣問(wèn)題；提供一種適用于變電站內(nèi)大量集中安裝的補(bǔ)償電容器組的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案是一種基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括電流測(cè)量單元至少包括穿芯小電流CT、帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、供電模塊和無(wú)線模塊；所述穿芯小電流CT套接于電容高壓側(cè)導(dǎo)線上用于耦合電容工作電流，其兩路輸出一路接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電流采樣，另一路接至供電模塊進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器連接無(wú)線模塊；電壓測(cè)量單元加裝于電容器組放電PT的二次側(cè)輸出端，至少包括帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、電源模塊和無(wú)線模塊；放電PT的二次側(cè)輸出端一路接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電壓采樣，另一路接至電源模塊進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器連接無(wú)線模塊；監(jiān)測(cè)基站在變電站內(nèi)就地設(shè)置，至少包括計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)與其連接的無(wú)線模塊向電流測(cè)量單元和電壓測(cè)量單元發(fā)送命令并接收測(cè)量數(shù)據(jù)；并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)，接收變電站監(jiān)測(cè)基站數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)基站還包括有一參考相位模塊和一接口模塊；所述參考相位模塊讀取變電站內(nèi)三相交流電壓中任意一相作為交流基準(zhǔn)電壓進(jìn)行測(cè)頻采樣后輸入計(jì)算機(jī)CPU ;所述接口模塊配置有線RS485接口、光纖接口或無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊，用于將計(jì)算機(jī)CPU輸出通過(guò)有線或無(wú)線方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。本實(shí)用新型的基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站電力補(bǔ)償電容器組電容的電容量和介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測(cè)，同位置、同步采樣各個(gè)電容的工作電流以及工作電壓，采用無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)同步采樣控制并傳送測(cè)量數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)處理和故障分析告警；包括以下步驟I)在每只電容的高壓側(cè)設(shè)計(jì)加裝自供電的電流測(cè)量單元，獲取各個(gè)電容的工作電流并無(wú)線發(fā)送至位于變電站內(nèi)的監(jiān)測(cè)基站；2)選擇在每一組并聯(lián)電容的放電PT的二次側(cè)輸出端加裝自供電的電壓測(cè)量單元，獲取各組電容的定點(diǎn)工作電壓并無(wú)線發(fā)送至位于變電站內(nèi)的監(jiān)測(cè)基站；3)每個(gè)電壓、電流測(cè)量單元接到基站無(wú)線發(fā)送的采集轉(zhuǎn)換命令后立即啟動(dòng)同步采樣；4)在變電站內(nèi)設(shè)置監(jiān)測(cè)基站，內(nèi)置計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊①發(fā)送電容電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令，②接收測(cè)量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)管理，③利用頻譜分析計(jì)算每只電容的電容量和介質(zhì)損耗，④計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)；優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)基站還內(nèi)置有一參考相位模塊，基站發(fā)送電容電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令的時(shí)刻為參考相位模塊中工頻交流信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)；5)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)接收變電站監(jiān)測(cè)基站數(shù)據(jù)，對(duì)同一電容數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史對(duì)t匕、同組電容數(shù)據(jù)分別進(jìn)行橫向及縱向?qū)Ρ?，綜合評(píng)估電容絕緣參數(shù)的變化量后，對(duì)變化量大于一定值的電容器提出故障告警。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下技術(shù)特征1、本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)變電站電容器組電容工作電壓、電流參數(shù)的連續(xù)、在線檢測(cè)，計(jì)算得到電容設(shè)備的電容量及介質(zhì)損耗值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電容設(shè)備主要絕緣參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量、數(shù)據(jù)查詢、歷史對(duì)比和故障診斷，為實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了實(shí)用技術(shù)方案。2、采用在變電站補(bǔ)償電容器組集中安裝位置就地現(xiàn)場(chǎng)加裝監(jiān)測(cè)基站，基站和被測(cè)多個(gè)電容之間利用短距離、低功率、無(wú)線通信模塊(如使用2. 4GHz頻段的藍(lán)牙模塊或使用433MHz、866MHz等免費(fèi)頻段的無(wú)線模塊)完成對(duì)電容電壓、電流信號(hào)無(wú)線同步采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)方案，避免了線纜敷設(shè)，解決了在集中布置的電容器組大量加裝網(wǎng)絡(luò)通信模塊和GPS模塊可能帶來(lái)的投資、費(fèi)用及供電問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)在測(cè)量單元與基站之間的連續(xù)、安全、隔離傳輸，大大降低了系統(tǒng)成本，同時(shí)由于米用數(shù)字傳輸，抗電磁干擾能力強(qiáng)，提高了數(shù)據(jù)的可靠性，試驗(yàn)結(jié)果證明，本實(shí)用新型方案中采樣經(jīng)多次數(shù)據(jù)濾波后測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性要優(yōu)于采用GPS方案。3、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中選擇將電流測(cè)量單元放置在電容性電力設(shè)備的末屏接地處，其電流測(cè)量單元不受限制，不必過(guò)分考慮體積、絕緣及供電方式問(wèn)題，而變電站集中安裝的補(bǔ)償電容器組工作時(shí)是始終處于高壓狀態(tài)中(見附圖1電路中，A相高壓側(cè)35KV，A、B兩點(diǎn)對(duì)地均處于高壓)，考慮到絕緣要求及相互之間安全距離的問(wèn)題，直接加裝到電容設(shè)備上的電流測(cè)量單元體積應(yīng)足夠小、低功耗且能長(zhǎng)期、連續(xù)、自供電運(yùn)行，本實(shí)用新型通過(guò)在電容高壓側(cè)導(dǎo)線上加裝穿芯小電流CT從被測(cè)設(shè)備上取樣并獲得工作電源的設(shè)計(jì)方案，巧妙解決了電流測(cè)量單元的自供電問(wèn)題。因?yàn)榇┬綜T體積很小，其供電能力也很小，如果加裝GPS模塊則其輸出能量不能滿足要求。4、為解決補(bǔ)償電容被測(cè)電壓和被測(cè)電流須同位置定點(diǎn)、同步采樣問(wèn)題，本實(shí)用新型拓展和利用了高壓電容器放電PT的作用，因?yàn)榘惭b放電PT是變電站內(nèi)并聯(lián)電容器的必要技術(shù)安全措施，而放電PT和電容器的工作電壓是相同的，因此本實(shí)用新型通過(guò)在每組電容器放電PT的二次輸出端加裝電壓測(cè)量單元采集該組電容工作電壓的技術(shù)方案很巧妙地解決了對(duì)同組電容電壓、電流同位置定點(diǎn)采樣問(wèn)題，而現(xiàn)有技術(shù)中通常選用母線PT的輸出，顯然不能實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)距離多點(diǎn)分布的被測(cè)設(shè)備電流與其工作電壓的同一位置定點(diǎn)采樣。5、本實(shí)用新型利用無(wú)線方式對(duì)電力電容器的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，最大程度上避免在高壓電容設(shè)備上另外多引線，不因加裝檢測(cè)設(shè)備而影響被測(cè)設(shè)備的絕緣性能。

圖1為某500KV變電站的補(bǔ)償電容器組結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例，利用基站對(duì)圖1中A，B兩點(diǎn)之間5個(gè)同組并聯(lián)電容器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(其中I1、12、13、14、15分別為在電容Cl、Cll、C12、C13、C14高壓側(cè)對(duì)應(yīng)加裝的電流測(cè)量單元，Vl為在該組電容放電PT 二次側(cè)輸出端加裝的電壓測(cè)量單元)。圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例對(duì)圖1中A，B兩點(diǎn)之間5個(gè)同組并聯(lián)電容器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的工作流程圖。圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例電流測(cè)量單元的電路原理框圖。圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例電壓測(cè)量單元的電路原理框圖。圖6為本實(shí)用新型的實(shí)施例監(jiān)測(cè)基站的電路原理框圖。圖7為本實(shí)用新型中監(jiān)測(cè)基站計(jì)算機(jī)的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1為某500KV變電站的補(bǔ)償電容器組結(jié)構(gòu)示意圖。圖中只畫出A相補(bǔ)償電容，B相、C相補(bǔ)償電容結(jié)構(gòu)與A相相同，A相電容40只，因此三相補(bǔ)償電容共120只。A相高壓側(cè)電壓為35KV,左側(cè)有5列電容，以右數(shù)第一列為例，由于電力電容器與輸電線路直接聯(lián)接，處于A，B兩點(diǎn)被測(cè)電容對(duì)地都處于高壓狀態(tài)(E點(diǎn)除外)，基于絕緣安全的考慮，我們不能把電壓信號(hào)用有線方式接到處于高壓狀態(tài)的電流測(cè)量單元上，而為保證經(jīng)FFT(快速傅里葉變換)計(jì)算后得出的測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，每次采樣須滿足從電容所在位置對(duì)其工作電壓和工作電流進(jìn)行同位置定點(diǎn)采樣，為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開了一種基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站電力補(bǔ)償電容器組電容的電容量和介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測(cè)，其核心是同位置、同步采樣各個(gè)電容的工作電流以及工作電壓，采用無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)同步采樣控制并傳送測(cè)量數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)處理和故障分析告警；主要包括以下步驟I)在每只電容的高壓側(cè)設(shè)計(jì)加裝自供電的電流測(cè)量單元，獲取各個(gè)電容的工作電流并無(wú)線發(fā)送至位于變電站內(nèi)的監(jiān)測(cè)基站；2)選擇在每一組并聯(lián)電容的放電PT的二次側(cè)輸出端加裝自供電的電壓測(cè)量單元，獲取各組電容的定點(diǎn)工作電壓并無(wú)線發(fā)送至位于變電站內(nèi)的監(jiān)測(cè)基站；3)每個(gè)電壓、電流測(cè)量單元接到基站無(wú)線發(fā)送的采集轉(zhuǎn)換命令后立即啟動(dòng)同步采樣；4)在變電站內(nèi)設(shè)置監(jiān)測(cè)基站，內(nèi)置計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊①發(fā)送電容電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令，②接收測(cè)量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)管理，③利用頻譜分析計(jì)算每只電容的電容量和介質(zhì)損耗，④計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)；5)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)接收變電站監(jiān)測(cè)基站數(shù)據(jù)，對(duì)同一電容數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史對(duì)t匕、同組電容數(shù)據(jù)分別進(jìn)行橫向及縱向?qū)Ρ?，綜合評(píng)估電容絕緣參數(shù)的變化量后，對(duì)變化量大于一定值的電容器提出故障告警。對(duì)于電力電容器的在線檢測(cè)，主要是容量與介質(zhì)損耗的測(cè)量。本實(shí)用新型的技術(shù)方案利用現(xiàn)有技術(shù)中的頻譜分析法即FFT (快速傅立葉變換)算法計(jì)算分解出電壓、電流中的基波與諧波分量，在計(jì)算出電壓基波、電流基波及其相位差的基礎(chǔ)上，進(jìn)行各電容器電容量和介質(zhì)損耗值的計(jì)算。圖2為采用上述方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖1中A，B兩點(diǎn)之間5個(gè)同組并聯(lián)電容器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的本實(shí)用新型的實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其中I1、12、13、14、15分別為在電容Cl、ClU C12、C13、C14高壓側(cè)對(duì)應(yīng)加裝的電流測(cè)量單元，Vl為在該組電容放電PT 二次側(cè)輸出端加裝的電壓測(cè)量單元。其中I)電流測(cè)量單元I1、12、13、14、15 :分別包括穿芯小電流CT、帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、供電模塊和無(wú)線模塊；所述穿芯小電流CT分別套接于電容Cl、CU、C12、C13、C14高壓側(cè)導(dǎo)線上用于耦合電容工作電流，其兩路輸出一路接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電流采樣，另一路接至供電模塊進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器通過(guò)與其連接的無(wú)線模塊接收同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令后立即啟動(dòng)電流采樣輸入端A/D轉(zhuǎn)換，并將獲取的電流數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送至監(jiān)測(cè)基站；2)電壓測(cè)量單元Vl :加裝于電容器組放電PTl的二次側(cè)輸出端，包括帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、電源模塊和無(wú)線模塊；放電PTl的二次側(cè)輸出端一路接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電壓采樣，另一路接至電源模塊進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器通過(guò)與其連接的無(wú)線模塊接收同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令后立即啟動(dòng)電壓采樣輸入端A/D轉(zhuǎn)換，并將獲取的電壓數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送至監(jiān)測(cè)基站；3)監(jiān)測(cè)基站在變電站內(nèi)就地設(shè)置，內(nèi)置至少包括計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊向電流測(cè)量單元和電壓測(cè)量單元發(fā)送電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令并接收、存儲(chǔ)和管理測(cè)量數(shù)據(jù)；基于所采集數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)CPU利用頻譜分析計(jì)算每只電容的電容量和介質(zhì)損耗并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)基站還包括有一參考相位模塊，參考相位模塊讀取變電站內(nèi)三相交流電壓中任意一相作為交流基準(zhǔn)電壓進(jìn)行測(cè)頻采樣后輸入計(jì)算機(jī)CPU，同時(shí)讀取工頻交流信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)作為基站發(fā)送電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令的時(shí)刻；進(jìn)一步地，監(jiān)測(cè)基站計(jì)算機(jī)還包括一接口模塊，包括配置有線RS485接口、光纖接口或配置無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊，用于將計(jì)算機(jī)CPU輸出計(jì)算結(jié)果通過(guò)有線或無(wú)線方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。4)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心(圖中未畫出)包括監(jiān)控主機(jī)，通過(guò)RS485接口雙絞線、光纖或監(jiān)控主機(jī)內(nèi)置GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊接收變電站監(jiān)測(cè)基站數(shù)據(jù)并利用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)軟件存檔管理，利用B/S (Browser/Server)模式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程歷史數(shù)據(jù)及故障診斷結(jié)果查詢、報(bào)警功能。電容器組故障的診斷采用對(duì)同一電容數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史對(duì)比、同組電容數(shù)據(jù)分別進(jìn)行橫向及縱向?qū)Ρ?，綜合評(píng)估電容絕緣參數(shù)的變化量后，對(duì)變化量大于一定值的電容器提出故障告警。參考圖3本實(shí)用新型的實(shí)施例對(duì)圖1中A，B兩點(diǎn)之間5個(gè)同組并聯(lián)電容器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的工作流程，主要包括以下步驟步驟101 :監(jiān)測(cè)基站計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送電容電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令；步驟102 :電容高壓側(cè)加裝的自供電電流測(cè)量單元接到基站無(wú)線發(fā)送的采集轉(zhuǎn)換命令后立即啟動(dòng)同步采樣，獲取各個(gè)電容的工作電流并無(wú)線發(fā)送至監(jiān)測(cè)基站；步驟103 電容放電PT 二次側(cè)輸出端加裝的自供電電壓測(cè)量單元接到基站無(wú)線發(fā)送的采集轉(zhuǎn)換命令后立即啟動(dòng)同步采樣，獲取各組電容的定點(diǎn)工作電壓并無(wú)線發(fā)送至監(jiān)測(cè)
基站;步驟104 :監(jiān)測(cè)基站計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊接收電壓、電流測(cè)量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)管理；步驟105 :監(jiān)測(cè)基站計(jì)算機(jī)利用頻譜分析計(jì)算每只電容的電容量和介質(zhì)損耗并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)；步驟106 :遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)接收變電站監(jiān)測(cè)基站數(shù)據(jù)，對(duì)同一電容數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史對(duì)比、同組電容數(shù)據(jù)分別進(jìn)行橫向及縱向?qū)Ρ?，綜合評(píng)估電容絕緣參數(shù)的變化量后，對(duì)變化量大于一定值的電容器提出故障告警。參考圖4本實(shí)用新型實(shí)施例電流測(cè)量單元的電路原理框圖，電流測(cè)量單元包括穿芯小電流CT、帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、供電模塊和無(wú)線模塊；穿芯小電流CT套接于電容高壓側(cè)導(dǎo)線上用于耦合電容工作電流，其兩路輸出一路利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行放大和濾波處理后接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電流采樣，另一路接至供電模塊進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓處理后輸出電能為電流測(cè)量單元供電。實(shí)際使用中，A/D轉(zhuǎn)換芯片可采用AD976CN，芯片速度IOOKHz，具有高采集速率和較高分辨率，能夠滿足采集速度和采集精度的要求。CPU芯片可采用89C51芯片，與RAM相連，每個(gè)采樣周期的初始首先接收同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令及采樣速率，然后立即啟動(dòng)電流采樣輸入端A/D轉(zhuǎn)換，根據(jù)CPU給定的采樣速率完成一個(gè)周波內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)并將A/D芯片獲取采樣值存入RAM，當(dāng)采集完一個(gè)工頻周期的數(shù)據(jù)后，將RAM里的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送監(jiān)測(cè)基站，無(wú)線模塊可選用市售2. 4GHz頻段的藍(lán)牙模塊。本實(shí)施例中，穿芯小電流CT套接于電容高壓側(cè)導(dǎo)線上用于耦合電容工作電流和輸出供電能量均采用現(xiàn)有技術(shù)。其中穿芯小電流CT可采用羅可夫斯基傳感線圈，根據(jù)需要將其制作成一次繞組為穿芯式能承擔(dān)被測(cè)電流及相應(yīng)要求，通過(guò)高靈敏度寬負(fù)載特性好的鐵芯在二次輸出適應(yīng)測(cè)量需要的HiA級(jí)標(biāo)準(zhǔn)微電流信號(hào)，微型電流傳感器的磁芯根據(jù)被測(cè)信號(hào)的特性選用適應(yīng)的材料以保證小電流時(shí)靈敏度高，超出測(cè)量電流范圍時(shí)具有飽和特性，避免過(guò)電流時(shí)故障擴(kuò)大，其二次輸出形成等比于被測(cè)電流I的二次電流i輸入到微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端進(jìn)行信號(hào)處理和A/D轉(zhuǎn)換，I/i的比值在微處理器的CPU芯片中設(shè)定。所述供電模塊完成對(duì)穿芯小電流CT輸出電流的整流、濾波、穩(wěn)壓處理后取出需要的電能滿足微處理器和無(wú)線模塊的連續(xù)工作。實(shí)際工程中，由于電力電容器與輸電線路直接聯(lián)接，為減少施工過(guò)程中安裝的工程量，穿芯小電流CT亦可采用開啟式電流互感器(例如鉗形電流互感器)。參考圖5本實(shí)用新型實(shí)施例電壓測(cè)量單元的電路原理框圖，電壓測(cè)量單元Vl加裝于電容器組放電PTl的二次側(cè)輸出端，包括帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、電源模塊和無(wú)線模塊；放電PTl的二次側(cè)輸出端輸出信號(hào)一路利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行隔離、放大、濾波處理后接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電壓采樣，另一路接至電源模塊進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)及穩(wěn)壓處理后輸出電能供電；放電PTl的二次側(cè)輸出端電壓V與被測(cè)電壓V的變比V/v在微處理器的CPU芯片中設(shè)定，實(shí)際使用中，A/D轉(zhuǎn)換芯片可采用AD976CN，芯片速度IOOKHz，具有高采集速率和較高分辨率，能夠滿足采集速度和采集精度的要求；CPU芯片可采用89C51芯片，與RAM相連，每個(gè)采樣周期的初始首先接收同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令及采樣速率，然后立即啟動(dòng)電壓采樣輸入端A/D轉(zhuǎn)換，根據(jù)CPU設(shè)定的采樣速率完成一個(gè)周波內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)并將A/D芯片獲取采樣值存入RAM，每采集完一個(gè)工頻周期的數(shù)據(jù)后，將RAM里的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送監(jiān)測(cè)基站，無(wú)線模塊可選用市售2. 4GHz頻段的藍(lán)牙模塊；所述電源模塊完成對(duì)放電PTl的二次側(cè)輸出電壓的過(guò)壓保護(hù)及穩(wěn)壓處理后取出需要的電能滿足微處理器和無(wú)線模塊的連續(xù)工作，采用現(xiàn)有技術(shù)。參考圖6本實(shí)用新型的實(shí)施例監(jiān)測(cè)基站的電路原理框圖，監(jiān)測(cè)基站包括計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊向電流測(cè)量單元和電壓測(cè)量單元發(fā)送電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令并接收、存儲(chǔ)和管理測(cè)量數(shù)據(jù)；基于所采集數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)利用頻譜分析計(jì)算每只電容的電容量和介質(zhì)損耗并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。在本實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)基站的計(jì)算機(jī)采用可編程邏輯FPGA開發(fā)板(集成CPU、外設(shè)、存儲(chǔ)器和I/O接口)作為主要硬件載體，以微處理器作為系統(tǒng)控制核心，完成對(duì)變電站內(nèi)交流基準(zhǔn)電壓的工頻頻率檢測(cè)和實(shí)現(xiàn)高速同步采樣控制，對(duì)基站工作流程進(jìn)行控制并完成數(shù)據(jù)接收通訊。具體包括參考相位模塊，選用Altera公司EP1C6Q240C8芯片，利用FPGA板設(shè)計(jì)鎖相倍頻電路，讀取變電站內(nèi)三相交流電壓中任意一相作為交流基準(zhǔn)電壓進(jìn)行測(cè)頻采樣并計(jì)算輸出一個(gè)周波內(nèi)的采樣速率(現(xiàn)有技術(shù))，以確保電容電壓、電流信號(hào)滿足FFT (快速傅里葉變換)要求的2"采樣點(diǎn)數(shù)，實(shí)際以工頻交流信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)作為一個(gè)周期工頻采樣開始點(diǎn)的觸發(fā)標(biāo)志，即基站發(fā)送電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令的時(shí)刻；進(jìn)一步地，監(jiān)測(cè)基站計(jì)算機(jī)還包括一接口模塊，包括配置有線RS485接口、光纖接口或配置無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊，用于將計(jì)算結(jié)果通過(guò)有線或無(wú)線方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。本實(shí)施例采用在變電站補(bǔ)償電容器組集中安裝位置就地現(xiàn)場(chǎng)加裝監(jiān)測(cè)基站，基站和被測(cè)多個(gè)電容之間利用短距離、低功率、2. 4GHz頻段的藍(lán)牙模塊(也可使用433MHz、866MHz等免費(fèi)頻段的無(wú)線模塊)完成對(duì)電容電壓、電流信號(hào)無(wú)線同步采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)方案，利用采集數(shù)據(jù)在測(cè)量單元與基站之間的連續(xù)、安全、隔離傳輸，避免線纜敷設(shè)，既滿足了補(bǔ)償電容高壓運(yùn)行的絕緣安全要求，同時(shí)作為電容電壓、電流信號(hào)的中繼接收轉(zhuǎn)發(fā)站，通過(guò)采用短距離數(shù)字傳輸，大大提高了數(shù)據(jù)的可靠性，試驗(yàn)結(jié)果證明，本實(shí)用新型方案測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性要優(yōu)于采用GPS方案。圖7為本實(shí)用新型中監(jiān)測(cè)基站計(jì)算機(jī)的工作流程圖。系統(tǒng)上電初始化、自檢通過(guò)后，首先讀取變電站基站編號(hào)及電容器組序號(hào)，用于采樣數(shù)據(jù)的打包管理；然后讀取參考相位模塊測(cè)頻信號(hào)并計(jì)算采樣速率，待工頻交流信號(hào)過(guò)零點(diǎn)到達(dá)后，觸發(fā)并通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送采樣速率及電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令，電壓、電流測(cè)量單元收到啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令后啟動(dòng)采樣輸入端A/D轉(zhuǎn)換,根據(jù)接收到的采樣速率完成一個(gè)周波內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)并將獲取采樣值存入RAM，每采集完一個(gè)工頻周期的數(shù)據(jù)后，將RAM里的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送監(jiān)測(cè)基站，監(jiān)測(cè)基站通過(guò)無(wú)線模塊接收電壓、電流測(cè)量數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，計(jì)算每只電容的電容量和介質(zhì)損耗并保存入數(shù)據(jù)庫(kù)，最后讀取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)，從而完成一次完整的采樣過(guò)程。關(guān)于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)，通過(guò)有線方式如光纖或RS485接口雙絞線，無(wú)線方式如內(nèi)置GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊接收變電站監(jiān)測(cè)基站數(shù)據(jù)并利用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)軟件存檔管理，利用B/S(Bix)WSer/Server)模式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程歷史數(shù)據(jù)及故障診斷結(jié)果查詢、報(bào)警功能，均采用現(xiàn)有技術(shù)，不贅述。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)對(duì)變電站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的故障診斷對(duì)同一電容數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史對(duì)比、同組電容數(shù)據(jù)分別進(jìn)行橫向及縱向?qū)Ρ?，綜合評(píng)估電容絕緣參數(shù)的變化量后，對(duì)變化量大于一定值的電容器提出故障告警。以南方電網(wǎng)公司《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定為例，設(shè)置電容值故障告警條件為I)當(dāng)Cl≤O. 95Cn時(shí)裝置發(fā)越限報(bào)警。2)當(dāng)Cl≥1.1Cn時(shí)裝置發(fā)越限報(bào)警。3)95% Cn < Cl <1.1Cn時(shí)裝置不發(fā)越限報(bào)警。(其中Cn為電容值出廠值，Cl為電容器采樣值)。本實(shí)用新型首次采用短距離、低功率、無(wú)線通信技術(shù)完成對(duì)變電站集中安裝的補(bǔ)償電容器組電容電壓、電流信號(hào)無(wú)線同步采集的控制和數(shù)據(jù)的傳輸，避免了線纜敷設(shè)，大大降低了施工的難度和系統(tǒng)安裝成本，解決了在集中布置的電容器組大量加裝網(wǎng)絡(luò)通信模塊和GPS模塊可能帶來(lái)的投資、費(fèi)用及供電問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)在測(cè)量單元與基站之間的連續(xù)、安全、隔離傳輸，可以連續(xù)監(jiān)測(cè)電容器運(yùn)行工況，并對(duì)異常電容提出故障告警，保證了變電站電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
權(quán)利要求1.一種基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括電流測(cè)量單元至少包括穿芯小電流CT、帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、供電模塊和無(wú)線模塊；所述穿芯小電流CT套接于電容高壓側(cè)導(dǎo)線上用于耦合電容工作電流，其兩路輸出一路接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電流采樣，另一路接至供電模塊進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器連接無(wú)線模塊；電壓測(cè)量單元加裝于電容器組放電PT的二次側(cè)輸出端，至少包括帶A/D轉(zhuǎn)換的微處理器、電源模塊和無(wú)線模塊；放電PT的二次側(cè)輸出端一路接至微處理器A/D轉(zhuǎn)換輸入端用于電壓采樣，另一路接至電源模塊進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓后輸出電能供電，所述微處理器連接無(wú)線模塊；監(jiān)測(cè)基站在變電站內(nèi)就地設(shè)置，至少包括計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)與其連接的無(wú)線模塊向電流測(cè)量單元和電壓測(cè)量單元發(fā)送命令并接收測(cè)量數(shù)據(jù)；并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)，接收變電站監(jiān)測(cè)基站數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)基站還包括有一參考相位模塊和一接口模塊；所述參考相位模塊輸入計(jì)算機(jī)CPU ;所述接口模塊配置有線RS485接口、光纖接口或無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊，用于將計(jì)算機(jī)CPU輸出通過(guò)有線或無(wú)線方式發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)線方式的變電站電容在線監(jiān)測(cè)裝置，主要組成在每只電容的高壓側(cè)設(shè)計(jì)加裝自供電電流測(cè)量單元，在每一組并聯(lián)電容的放電PT的二次側(cè)輸出端加裝自供電的電壓測(cè)量單元；監(jiān)測(cè)基站內(nèi)置計(jì)算機(jī)和無(wú)線模塊發(fā)送電容電壓、電流同步采樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令，接收測(cè)量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)管理，利用頻譜分析計(jì)算每只電容的電容量和介質(zhì)損耗，計(jì)算結(jié)果發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行綜合評(píng)估分析，對(duì)變化量大于一定值的電容器提出故障告警。
文檔編號(hào)G01R27/26GK202903892SQ20122021668
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者李洪景 申請(qǐng)人:山東惠工電氣股份有限公司