一种电容柜在线监测自动保护装置及其工作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电容柜在线监测自动保护装置及其工作方法，装置包括电容柜，电容柜内设有监控主机、保护模块、电流传感器、烟雾传感器、温度传感器和散热风扇；监控主机的输出端与散热风扇的输入端电连接，监控主机的输入端分别与烟雾传感器和温度传感器的输出端电连接，监控主机与保护模块双向电连接，保护模块的输入端与电流传感器的输出端电连接；电容柜在线检测自动保护装置还包括若干灭火器，监控主机的输出端与灭火器的输入端电连接，监控主机设有GPRS模块和\或RS385通讯模块。本发明的有益效果：实现电容柜中每组电容器容值的实时显示和保护，并对极端情况下出现的电容器爆炸漏油等因素引起的火患能够第一时间进行自动灭火。
【专利说明】
一种电容柜在线监测自动保护装置及其工作方法
技术领域
[0001]本发明涉及电容柜检测设备领域，具体来说，涉及一种电容柜在线监测自动保护装置及其工作方法。
【背景技术】
[0002]现在电容柜控制器是通过CT，监测电网中无功的需量，然后根据对控制器参数的设置，自动控制每个补偿回路的投和切。从而让电网中的功率因数达到预期设定的目标。电容器在整个配电设备中是唯一一个易损件，而且电容柜里面有很多个投切回路，当在电容柜投用一段时间后，需要一套监测系统来确定，每一路的容值损耗到什么程度，是否需要更换;如果没有一套这样的监测系统，则需要运维人员开柜一个一个去测量，十分费力。若电容放电不充分还存在运检人员安全问题。
[0003]电容器防暴容易失效，在极端情况下，电容器爆炸着火的事情时有有发生，且电容柜是单独一个密闭空间，在消防的监控盲区。每年因为电容柜产生的火灾导致配电柜过火都会发生。由于配电柜是保证电力供应的重要设备，火灾可以导致不可预测的突然断电，和重大财广损失。
[0004]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种电容柜在线监测自动保护装置及其工作方法，能够实现电容柜中每组电容器容值的实时显示和保护，并对极端情况下出现的电容器爆炸漏油等因素引起的火患能够第一时间进行自动灭火。
[0006]为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种电容柜在线监测自动保护装置，包括电容柜，所述电容柜内设有监控主机、保护模块、电流传感器、烟雾传感器、温度传感器和散热风扇;所述监控主机的输出端通过导线与所述散热风扇的输入端电连接，所述监控主机的输入端分别通过导线与所述烟雾传感器和温度传感器的输出端电连接，所述监控主机通过导线与所述保护模块双向电连接，所述保护模块的输入端通过导线与所述电流传感器的输出端电连接;所述电容柜在线检测自动保护装置还包括若干灭火器，所述监控主机的输出端通过导线与所述灭火器的输入端电连接，所述监控主机设有GPRS模块和\或1?385通讯模块。
[0007]进一步的，所述电容柜包括柜体和设于所述柜体前侧的柜体面板，所述监控主机设于所述柜体面板上;所述烟雾传感器设于所述柜体的内部顶端，所述温度传感器设于所述烟雾传感器的下方，所述保护模块设于所述温度传感器的下方，所述电流传感器设于所述保护模块的下方。
[0008]优选的，所述灭火器有两个，所述灭火器设置于所述柜体的内部，一个所述灭火器设于所述保护模块的左侧，一个所述灭火器设于所述电流传感器的右侧。
[0009]优选的，所述灭火器设置于柜体的外侧。
[0010]进一步的，所述监控主机设有显示屏和操作键。
[0011]另一方面，一种电容柜在线监测自动保护装置的工作方法，包括以下步骤:
SI将监控主机、保护模块、电流传感器、烟雾传感器、温度传感器、灭火器和散热风扇接线；
S2监控主机通过采集电网电能数据实现无功补偿或滤波补偿控制，监控主机动态输出12回路控制保护模块扩容至36回路；
S3电流传感器将信号传给保护模块，保护模块将信号转换为数据并传给监控主机，监控主机对数据进行统计和显示并根据数据进行故障报警；
S4监控主机分别采集烟雾传感器和温度传感器上传的信号，监控主机进行识别、判断，控制驱动散热风扇以及灭火器；
S5监控主机将以上运行状态、实时数据、故障报警及保护动作信息，通过GPRS模块和\或RS485通讯模块传给监控后台。
[0012]进一步的，所述步骤SI包括:
使监控主机的输出端分别通过导线与灭火器和散热风扇的输入端电连接，使监控主机的输入端分别通过导线与所述烟雾传感器和温度传感器的输出端电连接，使监控主机通过导线与保护模块双向电连接，使保护模块的输入端通过导线与电流传感器的输出端电连接。
[0013]进一步的，所述步骤S3包括:
电流传感器将信号传给保护模块，保护模块经过计算和判断，实现支路容量检测、容值设定、保护及故障判断，将其数据传给监控主机，监控主机进行对数据进行统计和显示并根据数据进行故障报警。
[OOM]进一步的，所述步骤S4包括:
监控主机分别采集烟雾传感器和温度传感器上传信号，通过监控主机识别、判断，控制驱动散热风扇起停，当电容柜极端条件时下，产生烟雾浓度和温度超标，监控主机报警输出、可单独切除故障柜内总开关，切除已投补偿或滤波回路，散热风扇停转，同时控制启动自动灭火装置，启动柜内灭火器。
[0015]进一步的，所述监控主机的输出时间彡20ms。
[0016]本发明的有益效果:I)本发明设有监控主机和保护模块，参数设定简单，过流、温度，保护齐全，故障、容值变化提前预知、提醒和故障迅速动作保护，降低重大事故发生，提高设备安全性和稳定性，延长设备使用寿命2)本发明通过采集烟雾传感器信息，实现了电容柜(无功补偿柜)自动灭火功能;3)本发明通过GPRS数据远程传输，减少日常设备巡检，全功能参数显示，无需带电开柜检测，避免维护人员触电危险，保证人身安全;4)本发明可以真正实现重要、重点、特殊项目中电容柜(无功补偿柜)的无人值守。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是根据本发明实施例所述的电容柜在线监测自动保护装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例所述的电容柜的结构示意图。
[0019]图中:
1、监控主机;2、保护模块;3、电流传感器;4、烟雾传感器;5、温度传感器;6、灭火器;7、散热风扇。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种电容柜在线监测自动保护装置，包括电容柜，所述电容柜内设有监控主机1、保护模块2、电流传感器3、烟雾传感器4、温度传感器5和散热风扇7;所述监控主机I的输出端通过导线与所述散热风扇7的输入端电连接，所述监控主机I的输入端分别通过导线与所述烟雾传感器4和温度传感器5的输出端电连接，所述监控主机I通过导线与所述保护模块2双向电连接，所述保护模块2的输入端通过导线与所述电流传感器3的输出端电连接;所述电容柜在线检测自动保护装置还包括若干灭火器，所述监控主机I的输出端通过导线与所述灭火器6的输入端电连接，所述监控主机I设有GPRS模块和\或1?385通讯模块。
[0023]其中，所述电容柜包括柜体和设于所述柜体前侧的柜体面板，所述监控主机I设于所述柜体面板上;所述烟雾传感器4设于所述柜体的内部顶端，所述温度传感器5设于所述烟雾传感器4的下方，所述保护模块2设于所述温度传感器5的下方，所述电流传感器3设于所述保护模块2的下方。
[0024]其中，所述灭火器有两个，所述灭火器设置于所述柜体的内部，一个所述灭火器6设于所述保护模块2的左侧，一个所述灭火器6设于所述电流传感器3的右侧。
[0025]其中，所述灭火器6设置于柜体的外侧。
[0026]其中，所述监控主机I采用大屏液晶显示，面板按键操作，可以实现四象限测量感性/容性负载，以DFT方式测量无功功率，适用于较高谐波的供电系统。。
[0027]—种电容柜在线监测自动保护装置的工作方法，包括以下步骤:
SI将监控主机1、保护模块2、电流传感器3、烟雾传感器4、温度传感器5、灭火器6和散热风扇7接线；
S2监控主机I通过采集电网电能数据实现无功补偿或滤波补偿控制，监控主机I动态输出12回路控制保护模块2扩容至36回路；
S3电流传感器3将信号传给保护模块2，保护模块2将信号转换为数据并传给监控主机I，监控主机I对数据进行统计和显示并根据数据进行故障报警；
S4监控主机I分别采集烟雾传感器4和温度传感器5上传的信号，监控主机I进行识别、判断，控制驱动散热风扇7以及灭火器6;
S5监控主机I将以上运行状态、实时数据、故障报警及保护动作信息，通过GPRS模块和\或RS485通讯模块传给监控后台。
[0028]其中，监控主机1、保护模块2、电流传感器3、烟雾传感器4、温度传感器5、灭火器6和散热风扇7已安装在电容柜上。
[0029]其中，所述步骤SI进一步包括:
使监控主机I的输出端分别通过导线与灭火器6和散热风扇7的输入端电连接，使监控主机I的输入端分别通过导线与所述烟雾传感器4和温度传感器5的输出端电连接，使监控主机I通过导线与保护模块2双向电连接，使保护模块2的输入端通过导线与电流传感器3的输出端电连接。
[0030]其中，所述步骤S3进一步包括:
电流传感器3将信号传给保护模块2，保护模块2经过计算和判断，实现支路容量检测、容值设定、保护及故障判断，将其数据传给监控主机I，监控主机I进行对数据进行统计和显示并根据数据进行故障报警。
[0031]其中，所述步骤S4进一步包括:
监控主机I分别采集烟雾传感器4和温度传感器5上传信号，通过监控主机I识别、判断，控制驱动散热风扇7起停，当电容柜极端条件时下，产生烟雾浓度和温度超标，监控主机I报警输出、可单独切除故障柜内总开关(总开关具备拉闸使能端)，切除已投补偿或滤波回路，散热风扇7停转，同时控制启动自动灭火装置(需外配工作电源)，启动柜内灭火器6。
[0032]其中，所述监控主机I的输出时间彡20ms。
[0033]需要说明的是，所述保护模块2可设有报警装置，所述GPRS模块可扩展短信提醒功能或报警响铃功能。
[0034]本发明为了解决现有无功补偿或滤波补偿柜出现的支路电容容值减少，过流烧坏及爆炸引起的柜内小空间范围内火灾自动保护，柜内温度自动控制及实时、历史多方数据的无线上传(GPRS)问题，根据实际现场经验情况进行反复技术方案改进，发明了做工精致、性能稳定、效果良好的电容柜在线监测自动保护装置，监控主机I和保护模块2选用32位ARM芯片、采用STM表面贴装技术、抗干扰设计、嵌入式软件开发，保证产品精度、系统运行速度和稳定性;监控主机I和保护模块2之间采用RJ45数据线连接，监控主机I与烟雾传感器4、温度传感器5、灭火器6，保护模块2与电流传感器3之间采用专用屏蔽线连接;它结构紧凑、安装方便，适用于国内外开关柜体的嵌入式安装，按照在线监测保护装置使用说明正确接线、设置，就可以实现无功补偿柜中每组电容器容值的实时显示、保护及在极端情况下出现爆燃火患的自动灭火、柜内温度自动控制及故障状态自动上传等。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电容柜在线监测自动保护装置，包括电容柜，其特征在于，所述电容柜内设有监控主机(I)、保护模块(2)、电流传感器(3)、烟雾传感器(4)、温度传感器(5)和散热风扇(7);所述监控主机(I)的输出端通过导线与所述散热风扇(7)的输入端电连接，所述监控主机(I)的输入端分别通过导线与所述烟雾传感器(4)和温度传感器(5)的输出端电连接，所述监控主机(I)通过导线与所述保护模块(2)双向电连接，所述保护模块(2)的输入端通过导线与所述电流传感器(3)的输出端电连接;所述电容柜在线检测自动保护装置还包括若干灭火器，所述监控主机(I)的输出端通过导线与所述灭火器(6)的输入端电连接，所述监控主机(I)设有GPRS模块和\或1?385通讯模块。2.根据权利要求1所述的电容柜在线监测自动保护装置，其特征在于，所述电容柜包括柜体和设于所述柜体前侧的柜体面板，所述监控主机(I)设于所述柜体面板上;所述烟雾传感器(4)设于所述柜体的内部顶端，所述温度传感器(5)设于所述烟雾传感器(4)的下方，所述保护模块(2)设于所述温度传感器(5)的下方，所述电流传感器(3)设于所述保护模块(2)的下方。3.根据权利要求2所述的电容柜在线监测自动保护装置，其特征在于，所述灭火器有两个，所述灭火器设置于所述柜体的内部，一个所述灭火器(6)设于所述保护模块(2)的左侧，一个所述灭火器(6)设于所述电流传感器(3)的右侧。4.根据权利要求2所述的电容柜在线监测自动保护装置，其特征在于，所述灭火器(6)设置于柜体的外侧。5.根据权利要求2所述的电容柜在线监测自动保护装置，其特征在于，所述监控主机设有显示屏和操作键。6.一种电容柜在线监测自动保护装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤: SI将监控主机(I)、保护模块(2 )、电流传感器(3 )、烟雾传感器(4 )、温度传感器(5 )、灭火器(6)和散热风扇(7)接线； S2监控主机(I)通过采集电网电能数据实现无功补偿或滤波补偿控制，监控主机(I)动态输出12回路控制保护模块(2)扩容至36回路； S3电流传感器(3)将信号传给保护模块(2)，保护模块(2)将信号转换为数据并传给监控主机(I)，监控主机(I)对数据进行统计和显示并根据数据进行故障报警； S4监控主机(I)分别采集烟雾传感器(4)和温度传感器(5)上传的信号，监控主机(I)进行识别、判断，控制驱动散热风扇(7)以及灭火器(6); S5监控主机(I)将以上运行状态、实时数据、故障报警及保护动作信息，通过GPRS模块和\或1?485通讯模块传给监控后台。7.根据权利要求6所述的电容柜在线监测自动保护装置的工作方法，其特征在于，所述步骤SI进一步包括: 使监控主机(I)的输出端分别通过导线与灭火器(6)和散热风扇(7)的输入端电连接，使监控主机(I)的输入端分别通过导线与所述烟雾传感器(4)和温度传感器(5)的输出端电连接，使监控主机(I)通过导线与保护模块(2)双向电连接，使保护模块(2)的输入端通过导线与电流传感器(3)的输出端电连接。8.根据权利要求6所述的电容柜在线监测自动保护装置的工作方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括: 电流传感器(3)将信号传给保护模块(2)，保护模块(2)经过计算和判断，实现支路容量检测、容值设定、保护及故障判断，将其数据传给监控主机(I)，监控主机(I)进行对数据进行统计和显示并根据数据进行故障报警。9.根据权利要求6所述的电容柜在线监测自动保护装置的工作方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括: 监控主机(I)分别采集烟雾传感器(4)和温度传感器(5)上传信号，通过监控主机(I)识另O、判断，控制驱动散热风扇(7)起停，当电容柜极端条件时下，产生烟雾浓度和温度超标，监控主机(I)报警输出、可单独切除故障柜内总开关，切除已投补偿或滤波回路，散热风扇(7 )停转，同时控制启动自动灭火装置，启动柜内灭火器(6 )。10.根据权利要求6所述的电容柜在线监测自动保护装置的工作方法，其特征在于，所述监控主机(I)的输出时间彡20ms。
【文档编号】H02H7/16GK106026033SQ201610534762
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】陈成紫
【申请人】陈成紫