一种电容器智能在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统实时监测技术领域，尤其涉及一种高压并联电容器组智能在线监测系统。
【背景技术】
[0002]高压并联电容器组作为无功补偿设备被广泛应用于变电站中，用来提高负荷的功率因素、改善电压质量、减少网损及增加系统电压稳定性等。电容器是对电压高度敏感，也是较易发生故障的设备。然而电容器故障如果得不到及时检测，它将给电力系统的安全运行带来危害。在电力系统中，现场环境具有复杂的电磁干扰，使得监测设备不得不在恶劣的电磁环境下工作，这不仅对监测数据产生重要干扰，还会大大减少监测设备的使用寿命。
[0003]无功补偿装置特别是补偿电容器装置应用的优劣关系到电力系统供电质量的优劣，也直接影响着电网自身运行的安全性和经济性。因此保障无功补偿装置的正常运行在电网安全性和降损节能方面有着重要的意义。
【实用新型内容】
[0004]针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种高压并联电容器智能在线监测系统，在克服电力系统现场强电磁干扰下，通过上位机发出指令、下位机LM3S9B96控制两个数据转换模块AD7656同时采样，实现了对电流、电压信号的同步采样；下位机利用RJ45网络接口和光纤与上位机进行信息交互；利用GPRS通信模块实现了现场电容器设备实时数据的远程查询。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种电容器智能在线监测系统，包括数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心、客户端；数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心依次连接,上位机与客户端连接，数据采集单元与电容器连接。
[0007]还包括GPRS通信单元，GPRS通信单元分别与上位机、客户端连接。
[0008]所述数据采集单元包括电流互感器、电压互感器、红外温度传感器，三者分别与电容器、下位机连接。
[0009]所述下位机包括微处理器、数据转换器，数据采集单元、数据转换器、微处理器、上位机依次连接；所述微处理器的型号为LM3S9B96，所述数据转换器的型号为AD7656。
[0010]还包括有数据选择器，数据选择器位于数据采集单元和数据转换器之间；所述数据选择器的型号为ADG609。
[0011]所述上位机与下位机通过以太网连接。
[0012]本实用新型具有以下优点和积极效果:
[0013]1、本实用新型利用温度传感器对温度获得温度信号，利用电流互感器、电压互感器对电容器组进行电信号衰减，利用以LM3S9B96为核心的下位机对电压信号采样，利用RJ45网络接口和光纤进行信号传输。
[0014]2、本实用新型利用GPRS通信单元，可以将电容器组工作实时数据以短信的形式发送至维护人员移动设备客户端，实现信息交互共享。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构框图。
[0016]图2是本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型利用同一采样信号控制两个数据采样模块同时对电流和电压进行采样，实现了同步采样，并且实时显示电压、电流数值以及电容器的介质损耗角，对系统的谐波状况进行分析，在此基础上对电容器故障判断、预警。
[0018]本实用新型在现场的若干组电容器上安装CT电流互感器，将电容器组的电流信号转换成电压信号。本实用新型的数据采集单元对电流、电压信号进行同步采样；数据转换器同时对温度传感器的输出模拟信号进行采样；所有的数字信号将会通过数据集中器通过嵌入式系统中的以太网的RJ45接口，借助于光纤，将数据传输到上位机。上位机对下位机的原始数据进行处理，计算出高压侧的电流、电压、电容值、介质损耗角以及进行谐波分析；进而分析电容器的工作情况并对潜在故障进行早期预警。上位机将现场设备的工作参数和状态通过局域网实时上传到网络数据中心。
[0019]下面就具体实施方案并结合附图对本实用新型的实施方式加以说明。
[0020]本实用新型包括数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心、客户端、
[0021]GPRS通信单元；数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心依次连接，上位机与客户端连接，数据采集单元与电容器连接；GPRS通信单元分别与上位机、客户端连接；数据采集单元包括电流互感器、电压互感器、红外温度传感器，三者分别与电容器、下位机连接；下位机包括微处理器、数据转换器，数据采集单元、数据转换器、微处理器、上位机依次连接；所述微处理器的型号为LM3S9B96，所述数据转换器的型号为AD7656。还包括有数据选择器，数据选择器位于数据采集单元和数据转换器之间；所述数据选择器的型号为ADG609 ;上位机与下位机通过以太网连接。
[0022]数据采集单元分别利用电流互感器、电压互感器采集高压电容器运行时的电流、电压信息；利用红外温度传感器获取电容器实时温度。本实用新型在以LM3S9B96微控制器为核心的下位机的控制下，数据采集单元将数据采集单元获得的实时数据通过光纤交换机进行集中打包和转发至二次侧工控室，实现数据的集中处理，有效避免资源浪费。
[0023]通过主控室工控室(现有装置)负责对采集到的各种信号进行解调，获得现场实时监测数据。然后通过相应的上位机软件对数据进行实时分析、处理、显示和存储，通过实时运行电容值、温度值、电流差分比较值以及谐波分析等多特征量判断实现电容器组的在线监测功能。
[0024]图1中，现场实测48组电容器，加装在高压端电容器组上CT电流互感器将电容器的电流信号转化为可供采样的48路小电压信号。本实用新型分批次采样。下位机在每个采样周期之前利用数据选择器选通12路信号；4个采样周期就可以完成对全部的电容组的电压、电流以及温度信号采样。采样信号通过嵌入式系统中的数据集中器将数据按照UDP通信协议，通过以太网的RJ45接口和光纤将数据传送至上位机。上位机将监测数据处理、分析之后，将结果显示在工控室中，并将数据上传至数据中心。
[0025]本实用新型数据处理流程图如下:
[0026]如图2所示。CT电流互感器的输出电压信号与数据选择器相连，下位机利用数据选择器控制若干通道导通；下位机发出采样信号，数据转换器同时对电压、电流信号同步采样。采样数据通过微处理器的缓存区暂存，使用UDP网络协议将数据通过以太网RJ45网口将数据发送至上位机。上位机对下位机上传的数据进行解码、分析，获得电容器电压、电流和电容值等参数，计算出介质损耗角以及进行谐波分析和故障监测。上位机将获得相关数据显示在工控室，存储并上传至网络数据中心，以供维护人员随时调用和监测。GPRS通信单元安装在工控室内，借助于电信运营商的通信网络，设备维护人员可向工控室发送数据查询短信，上位机则对收到的短信数据进行解析，然后通过GPRS通信单元将包含有电容器组各项工作数据的短信发送至客户端。
[0027]以上实施例仅供说明班实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变形，因此有等同的技术方案，都落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种电容器智能在线监测系统，其特征在于:包括数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心、客户端；数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心依次连接,上位机与客户端连接，数据采集单元与电容器连接。
2.根据权利要求1所述的一种电容器智能在线监测系统，其特征在于:还包括GPRS通信单元，GPRS通信单元分别与上位机、客户端连接。
3.根据权利要求2所述的一种电容器智能在线监测系统，其特征在于:所述数据采集单元包括电流互感器、电压互感器、红外温度传感器，三者分别与电容器、下位机连接。
4.根据权利要求3所述的一种电容器智能在线监测系统，其特征在于:所述下位机包括微处理器、数据转换器；数据采集单元、数据转换器、微处理器、上位机依次连接；所述微处理器的型号为LM3S9B96，所述数据转换器的型号为AD7656。
5.根据权利要求4所述的一种电容器智能在线监测系统，其特征在于:还包括有数据选择器，数据选择器位于数据采集单元和数据转换器之间；所述数据选择器的型号为ADG609。
6.根据权利要求5所述的一种电容器智能在线监测系统，其特征在于:所述上位机与下位机通过以太网连接。
【专利摘要】本实用新型提供一种电容器智能在线监测系统，包括数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心、客户端；数据采集单元、下位机、上位机、网络数据中心依次连接，上位机与客户端连接，数据采集单元与电容器连接。本实用新型利用电流互感器、电压互感器将电容器组的高压转换成可测范围的电压信号，利用非接触式红外温度传感器获得温度信号，利用以LM3S9B96为核心的下位机和数据转换器AD7656将电压信号采样，采样数据通过RJ45网络接口和光纤将数据传送至工控室的上位机，上位机实时处理采样数据并传送至网络数据中心，上位机的GPRS通信单元可以将电容器组实时数据发送至维护人员移动通信设备客户端，实现信息交互共享。
【IPC分类】G08C17-02, G01R31-00
【公开号】CN204269748
【申请号】CN201420808630
【发明人】严裕程, 王先培, 朱国威, 刘兴阳, 龙嘉川, 刘振东, 叶波
【申请人】广西电网有限责任公司贵港供电局, 武汉大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月19日