专利名称：一种滤波电容器组在线监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于高压滤波电容器组的在线监测系统设计。
背景技术：
在直流输电系统中，换流器换流需要大量的无功，而换流器本身是个很大的谐波源，大量谐波注入交流电网，使交流侧电压畸变比较严重并导致系统无功缺额。为了保证良好的电能质量，根据电力系统无功就地平衡的原则，直流输电系统的整流站和逆变站都装设有滤波电容器组，在改善电能质量的同时，还肩负着补偿系统无功的重任。然而，由于运行环境恶劣、额定电压选取偏低、电极设计不合理、内融丝结构及规格选择不合理、内放电电阻不合理、液体介质选取不当、制造工艺不佳等原因，会导致滤波电容器爆裂、漏油，电容器连接线发热，滤波电容器平衡保护频繁动作。目前滤波电容器运行状态可通过红外成像、停电检修的方式进行监测，但是滤波电容器运行工况瞬息万变，靠人工用红外成像仪进行滤波器的运行状态监测既不科学，也不经济；滤波电容器停电检修工作量巨大，很难及时发现电容器存在的隐患。电容器在线监测用计算机装置(专利申请号01245051)介绍了一种电容器在线监测用计算机装置。它由输入通道、输出通道、总线、计算机主机和人机联系装置构成。输入通道中的A/D (模拟/数字)转换器依次通过中继信号放大器、输入接口和总线与计算机主机相连，但该系统没有解决故障点准确定位的问题。电容器在线自动监测装置(专利申请号01245049)公开了一种高压并联电容器组的在线自动监测装置。它包括由若干传感变送器构成的传感变送器组，每个传感变送器均通过导线与数据采集器相连，数据采集器采集的各路信号又通过导线送给计算机装置， 由计算机装置进行数据处理和分析后，作出是否存在故障的判断。但其电气接线复杂，且同样存在无法准确定位故障点的问题。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种滤波电容器组在线监测系统，本系统能实时监测滤波电容器组运行状态，及时发现电容值变化，避免跳间，做到准确定位，及时抢修，经济效益显著。本实用新型的技术方案是一种滤波电容器组在线监测系统，包括标准电容器、 ZigBee终端设备、ZigBee协调控制器和监测主机，标准电容器输入端接至滤波电容器组， 标准电容器的输出端接至ZigBee终端设备，ZigBee终端设备通过ZigBee无线通信网络与 ZigBee协调控制器保持通讯，ZigBee协调控制器接至监测主机。进一步地，标准电容器和ZigBee终端设备之间接有保护及放大模块。进一步地，保护及放大模块和ZigBee终端设备之间还接有A/D处理器。进一步地，保护及放大电路、A/D处理器和ZigBee终端还接有电源模块，电源模块的输入端接至滤波电容器组。[0012]本实用新型的优点将ZigBee无线通信网络应用于滤波电容器组在线监测，可以使得数据采集和分析变得方便和容易，同时其通信距离可达1 3km，完全能满足滤波电容器通信要求。本实用新型以ZigBee无线通信网络为基础，为每个电容器的监测数据上传提供通道；同时，通过每个电容器监测数据的横向比较分析，可以迅速准确的定位故障点，节省维修费用和时间。本实用新型克服了滤波电容器组红外成像监测和停电检修的问题，实现了在线监测滤波电容器组的运行状态，准确定位故障滤波电容器，及时报警，有效的节省了维修费用和时间，经济效益显著。

图1是监测系统电气示意图。图中，1 标准电容器；2 保护及放大电路；3 :A/D处理器；4 =ZigBee终端；5 ZigBee协调控制器；6 监测主机；7 电源模块；8 =ZigBee无线通信网络。
具体实施方式
本实用新型克服了滤波电容器组红外成像监测和停电检修的问题，实现了在线监测滤波电容器组的运行状态，准确定位故障滤波电容器，及时报警。以下通过具体实施方式
，结合附图对本实用新型作进一步说明。参见图1，滤波电容器组在线监测系统包括标准电容器1、保护及放大电路2、带A/ D (模/数)的处理器3、ZigBee终端4、ZigBee协调控制器5、监测主机6、电源7和ZigBee 无线通信网络8。标准电容器1安装在电容器旁，对电容器两端的电压进行就地测量。保护及放大电路2与电容式电容器1连接，对电容器进行保护以及信号放大。带A/D的处理器 3将保护及放大电路2的模拟信号转换为数字信号。ZigBee终端4与带A/D的处理器3连接，将监测的数据通过ZigBee无线通信网络8发送至ZigBee协调控制器5。协调控制器5 与监测主机6连接，监测主机6实时处理监测到的数据，并作出反应。ZigBee协调控制器5 接收各电容监测数据，传输给监测主机6，再由监测主机6进行数据处理，超值报警，并显示异常部位。保护及放大电路2、带A/D的处理器3和ZigBee终端4的电源由耦合电容器末端电流取得。监测装置采样标准电容器1的泄漏电流，计算滤波电容器两端电压，并将监测结果以无线通讯方式传送至主控室监测主机6。由于每个电容器分压比基本相同，监测装置同时采样，监测主机通过横向比较监测电压，判断滤波电容器运行状态。若某个电容器漏油， 其电容值将发生变化，导致其所承受电压与其余正常滤波电容器不同，监测主机通过比较同一时刻监测得到的监测电压，辨别故障滤波电容器，及时报警。上述滤波电容器组在线监测系统，基于ZigBee无线通信网络通信；在线测量电容器组中的每一个电容器运行状态；通过同步采样单个电容器电压，进行多组电压矢量数据分析，进行故障预警及故障定位。本实用新型的ZigBee终端4、ZigBee协调控制器5都采用ZigBee通信方式。 Zigbee是IEEE 802. 15. 4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee无线通信网络由多个监测装置和一个ZigBee协调控制器构成。ZigBee协调控制器同时接收多个监测装置的信号，并将信号上传给监测主机。
权利要求1.一种滤波电容器组在线监测系统，其特征在于其包括标准电容器(l)、ZigBee终端设备G)、ZigBee协调控制器( 和监测主机(6)，标准电容器(1)输入端接至滤波电容器组，标准电容器(1)的输出端接至ZigBee终端设备，ZigBee终端设备(4)通过ZigBee 无线通信网络(8)与ZigBee协调控制器( 保持通讯，ZigBee协调控制器( 接至监测主机(6)。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于标准电容器(1)和ZigBee终端设备 (4)之间接有保护及放大模块O)。
3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于保护及放大模块(2)和ZigBee终端设备⑷之间还接有A/D处理器。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的监测系统，其特征在于保护及放大电路(2)、 A/D处理器( 和ZigBee终端(4)还接有电源模块(7)，电源模块(7)的输入端接至滤波电容器组。
专利摘要本实用新型提供了一种滤波电容器组在线监测系统，其包括标准电容器、ZigBee终端设备、ZigBee协调控制器和监测主机，标准电容器输入端接至滤波电容器组，标准电容器的输出端接至ZigBee终端设备，ZigBee终端设备通过ZigBee无线通信网络与ZigBee协调控制器保持通讯，ZigBee协调控制器接至监测主机。本系统能实时监测滤波电容器组运行状态，及时发现电容值变化，避免跳闸，做到准确定位，及时抢修，经济效益显著。
文档编号G01R31/08GK202149928SQ20112012580
公开日2012年2月22日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者冯万兴, 刘博 , 吴彪, 彭亚凯, 汪俊雄, 谭进 申请人:国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司