一种对电力补偿电容器的监测电路的制作方法

1.本技术涉及电力设备在线监测技术领域，尤其是涉及一种对电力补偿电容器的监测电路。


背景技术：

2.在电力系统中，用户设备在使用时会产生有功功率和无功功率，有功功率提供给各个用电设备进行使用；无功功率则是把电能转化为磁场之类的无用功。无功功率过大会增加线路损耗，从而降低供电效率。为了提高性能，都会使用电力补偿电容器。电力补偿电容器在电力系统中使用数量众多，数量约占变电站设备总量的10%-20%，其运行可靠性直接关系着电力系统的安全稳定运行。
3.目前，对电力补偿电容器进行故障检查时，主要是定期的人工巡检，人工主要是通过外部观察听诊法进行故障检测。针对上述方法还存在以下缺陷：这种方式无法及时发现电力补偿电容器的老化故障。
4.对此，亟需可解决上述问题的一种对电力补偿电容器的监测电路。


技术实现要素：

5.本技术提供一种对电力补偿电容器的监测电路，以实现对电力补偿电容器的监测。
6.本技术提供一种对电力补偿电容器的监测电路，所述电路包括数据采集模块、数据处理模块以及数据存储模块，其中，所述数据采集模块包括第一相采集单元、第二相采集单元以及第三相采集单元；所述第一相采集单元与所述数据处理模块的相连，所述第二相采集单元与所述数据处理模块相连，所述第三相采集单元与所述数据处理模块相连；所述数据处理模块与所述数据存储模块相连，所述第一相采集单元、所述第二相采集单元以及所述第三相采集单元均与中性线相连。
7.采用上述电路对电力补偿电容器进行监测，能及时发现电力补偿电容器发生老化故障，对电力补偿电容器进行维修。
8.可选的，所述第一相采集单元包括电力补偿电容子单元、电流传感子单元以及电压传感子单元；所述电力补偿电容子单元与所述电流传感子单元相连，所述电流传感子单元与所述电压传感子单元相连，所述电压传感子单元与所述数据处理模块相连。
9.采用上述电路，对不同相各个电力补偿电容器的值进行采集，防止出现老化故障。
10.可选的，所述电力补偿电容子单元包括第一电容和第二电容；所述电流传感子单元包括第一电流传感器和第二电流传感器；所述电压传感子单元包括第一电压传感器；所述第一电容一端与a相的线电压相连，所述第一电容另一端与第一电流传感器第一端相连，所述第一电流传感器第二端与第一电压传感器的第二端相连，所述第一电流传感器第三端与中性线相连；所述第二电容一端与a相的线电压相连，所述第二电容另一端与第二电流传感器第一端相连，所述第二电流传感器第二端与第一电压传感器的第二端相连，所述第二
电流传感器第三端与中性线相连；所述第一电压传感器第一端与a相的线电压相连，所述第一电压传感器第三端与中性线相连，所述第一电压传感器的第四端与所述数据处理模块相连。
11.采用上述电路，对a相的各个电力补偿电容器用电流传感器和电压传感器进行采集，对a相的各个电力补偿电容器的电压值与电流值同时进行监测。
12.可选的，所述第二相采集单元包括电力补偿电容子单元、电流传感子单元以及电压传感子单元；所述电力补偿电容子单元与所述电流传感子单元相连，所述电流传感子单元与所述电压传感子单元相连，所述电压传感子单元与所述数据处理模块相连。
13.采用上述电路，对第二相的电力补偿电容器的值进行采集，防止出现老化故障。
14.可选的，所述电力补偿电容子单元包括第三电容和第四电容；所述电流传感子单元包括第三电流传感器和第四电流传感器；所述电压传感子单元包括第二电压传感器；所述第三电容一端与b相的线电压相连，所述第三电容另一端与第三电流传感器第一端相连，所述第三电流传感器第二端与第二电压传感器的第二端相连，所述第三电流传感器第三端与中性线相连；所述第四电容一端与b相的线电压相连，所述第四电容另一端与第四电流传感器第一端相连，所述第四电流传感器第二端还与第二电压传感器的第二端相连，所述第四电流传感器第三端与中性线相连；所述第二电压传感器第一端与b相的线电压相连，所述第二电压传感器第三端与中性线相连，所述第二电压传感器的第四端与所述数据处理模块相连。
15.采用上述电路，对b相的的各个电力补偿电容器用电流传感器和电压传感器进行采集，对b相的各个电力补偿电容器的电压值与电流值同时进行监测。
16.可选的，所述第三相采集单元包括电力补偿电容子单元、电流传感子单元以及电压传感子单元；所述电力补偿电容子单元与所述电流传感子单元相连，所述电流传感子单元与所述电压传感子单元相连，所述电压传感子单元与所述数据处理模块相连。
17.采用上述电路，对不同相各个电力补偿电容器的值进行采集，防止出现老化故障。
18.可选的，所述电力补偿电容子单元包括第五电容和第六电容；所述电流传感子单元包括第五电流传感器和第六电流传感器；所述电压传感子单元包括第三电压传感器；所述第五电容一端与c相的线电压相连，所述第五电容另一端与第五电流传感器第一端相连，所述第五电流传感器第二端与第三电压传感器的第二端相连，所述第五电流传感器第三端与中性线相连；所述第六电容一端与c相的线电压相连，所述第六电容另一端与第六电流传感器第一端相连，所述第六电流传感器第二端与第三电压传感器第二端相连，所述第六电流传感器第三端与中性线相连；所述第三电压传感器第一端与c相的线电压相连，所述第三电压传感器第三端与中性线相连，所述第三电压传感器的第四端与所述数据处理模块相连。
19.采用上述电路，对c相的的各个电力补偿电容器用电流传感器和电压传感器进行采集，对c相的各个电力补偿电容器的电压值与电流值同时进行监测。
20.可选的，所述数据处理模块包括一个单片机mcu、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、一个比较器、一个三极管以及一个二极管；
21.所述mcu中的ad口与所述数据采集模块相连，所述mcu中的i/o1口与所述第三电阻一端相连，所述mcu中cnd口接地，所述mcu中的vcc口与所述第二电阻一端相连，所述mcu中
的vcc口还与所述第四电阻一端相连，所述mcu中的i/o2口与所述第一电阻一端相连；所述第一电阻另一端与所述比较器输入端的正极相连；所述第三电阻另一端与所述比较器输入端的负极相连；所述第二电阻另一端与所述比较器电源端相连，所述比较器接地端接地；所述第四电阻另一端与三极管集电极相连，所述比较器输出端与所述三极管基极相连，所述三极管发射极与所述二极管正极相连，所述二极管负极接地。
22.采用上述电路，对数据采集模块采集的数据进行模数转换，在比较器中将预设值与差值进行比较，当差值大于预设的值，比较器输出高电平，三极管导通，二极管导通，提示工作人员。
23.可选的，所述电路还包括传输模块，所述传输模块的传输方式包括以下任意一种：zigbee、ethernet、蓝牙以及rs232。
24.采用上述电路，传输方式有无线方式和有线方式，适用于多种场合。
25.可选的，所述第一电流传感器包括电流采集发射板和电流信号变送器，所述第一电流传感器第一端与所述第一电容另一端相连，所述第一电流传感器第三端与中性线相连，所述第一电流传感器第二端与所述第一电压传感器相连。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过电路实现对电力补偿电容器的监测，减少人工去现场检查电力补偿电容器，通过电路对电力补偿电容器进行实时监测，在发生老化故障时，及时发现并提醒工作人员去现场进行维修。
附图说明
27.图1是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路结构示意图；
28.图2是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的第一相采集单元结构示意图；
29.图3是本技术实施例的提供的又一种对电力补偿电容器的监测电路的第一相采集单结构示意图；
30.图4是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的第二相采集单元结构示意图；
31.图5是本技术实施例提供的又一种对电力补偿电容器的监测电路的第二相采集单元结构示意图；
32.图6是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的第三相采集单元结构示意图；
33.图7是本技术实施例提供的又一种对电力补偿电容器的监测电路的第三相采集单元结构示意图；
34.图8是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的数据处理模块原理示意图。
35.附图标记：数据采集模块101、数据处理模块102、数据存储模块103、第一相采集单元201、第二相采集单元202、第三相采集单元203、第一电容cap1、第二电容cap2、第一电流传感器ct-a1、第二电流传感器ct-a2、第一电压传感器pt-a、第三电容cap3、第四电容cap4、第三电流传感器ct-b1、第四电流传感器ct-b2、第二电压传感器pt-b、第五电容cap5、第六电容cap6、第五电流传感器ct-c1、第六电流传感器ct-c2、第三电压传感器pt-c、第一电阻
r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、三极管q1、二极管d1。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.此外，本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
38.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”或“通信连接”应做广义理解，例如，“相连”、“连接”或“通信连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.在电力系统中，对电力补偿电容器进行故障检查时，通过定期的人工巡检，人工主要是通过外部观察听诊法进行故障检测。人工在进行故障检测时，不能及时发现电力补偿电容器老化的故障。
40.本技术实施例提供一种对电力补偿电容器的监测电路结构示意图；如图1所示，电路包括电路包括数据采集模块101、数据处理模块102以及数据存储模块103，其中，数据采集模块101包括第一相采集单元201、第二相采集单元102以及第三相采集单元203；第一相采集单元201与数据处理模块102的相连，第二相采集单元202与数据处理模块102相连，第三相采集单元203与数据处理模块102相连；数据处理模块102与数据存储模块103相连，第一相采集单元（201）、第二相采集单元（202）以及第三相采集单元（203）均与中性线相连。
41.在数据采集模块101中均包括电力补偿电容器，对电力补偿电容器的电压与电流进行采集，将采集的信号传输到数据处理模块102中，供数据处理模块102中的电路进行判断，如果采集的信号发生老化故障，通过二极管来提示工作人员去进行维修。
42.在一种可能实施例中，图2是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的第一相采集单元结构示意图，参考图2，第一相采集单元201包括电力补偿电容子单元301、电流传感子单元302以及电压传感子单元303；
43.电力补偿电容子单元301与电流传感子单元302相连，电流传感子单元302与电压传感子单元303相连，电压传感子单元303与数据处理模块102相连。
44.此外，图3是本技术实施例的提供的又一种对电力补偿电容器的监测电路的第一相采集单结构示意图；参考图3，电力补偿电容子单元301包括第一电容cap1和第二电容cap2；电流传感子单元302包括第一电流传感器ct-a1和第二电流传感器ct-a2；电压传感子单元303包括第一电压传感器pt-a；第一电容cap1一端与a相的线电压相连，第一电容cap1另一端与第一电流传感器ct-a1第一端相连，第一电流传感器ct-a1第二端与第一电压传感器pt-a的第二端相连，第一电流传感器ct-a1第三端与中性线相连；第二电容cap2一端与a
相的线电压相连，第二电容cap2另一端与第二电流传感器ct-a2第一端相连，第二电流传感器ct-a2第二端与第一电压传感器pt-a的第二端相连，第二电流传感器ct-a2第三端与中性线相连；第一电压传感器pt-a第一端与a相的线电压相连，第一电压传感器pt-a第三端与中性线相连，第一电压传感器pt-a的第四端与数据处理模块102相连。
45.上述电路原理为：第一电容cap1和第二电容cap2是在a相的电力补偿电容器，在对a相的电力补偿电容器进行数据采集，每个电力补偿电容器都与一个电流传感器串联，对单个的电力补偿电容器的电流进行采集；电流传感器与电压传感器相连，在打开电压传感器的电源，与电压传感器相连的电流传感器也同时得电，保证电压传感器与电流传感器可同时开始工作；因电流传感器产生的电阻可忽略不计，故电压传感器ct-a是对a相与接地之间的电压进行采集，即对电力补偿电容器的电压进行采集。将采集的电压或电流通过第一电压传感器pt-a的第四端输出给数据处理模块102中。
46.第一电流传感器ct-a1包括电流采集发射板和电流信号变送器，将检测的电流按照一定规律变换成符合标准的电信号输出给电流发射板，电流采集发射板将电信号输出，输出给数据处理模块102，数据处理模块102对输入的电流进行测试。
47.在一种可能实施例中，图4是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的第二相采集单元结构示意图，参考图4，第二相采集单元202包括电力补偿电容子单元401、电流传感子单元402以及电压传感子单元403；电力补偿电容子单元401与电流传感子单元402相连，电流传感子单元402与电压传感子单元403相连，电压传感子单元403与数据处理模块102相连。
48.此外，图5是本技术实施例提供的又一种对电力补偿电容器的监测电路的第二相采集单元结构示意图；参考图5，电力补偿电容子单元401包括第三电容cap3和第四电容cap4；电流传感子单元502包括第三电流传感器ct-b1和第四电流传感器ct-b2；电压传感子单元403包括第二电压传感器pt-b；第三电容cap3一端与b相的线电压相连，第三电容cap3另一端与第三电流传感器ct-b1第一端相连，第三电流传感器ctb1第二端与第二电压传感器pt-b的第二端相连，第三电流传感器ct-b1第三端与中性线相连；第四电容cap4一端与b相的线电压相连，第四电容cap4另一端与第四电流传感器ct-b2第一端相连，第四电流传感器ct-b2第二端还与第二电压传感器pt-b的第二端相连，第四电流传感器ct-b2第三端与中性线相连；第二电压传感器pt-b第一端与b相的线电压相连，第二电压传感器pt-b第三端与中性线相连，第二电压传感器pt-b的第四端与数据处理模块102相连。
49.上述电路原理为：第三电容cap3和第四电容cap4是在b相的电力补偿电容器，在对b相的电力补偿电容器进行数据采集，每个电力补偿电容器都与一个电流传感器串联，对单个的电力补偿电容器的电流进行采集；电流传感器与电压传感器相连，在打开电压传感器的电源，与电压传感器相连的电流传感器也同时得电，保证电压传感器与电流传感器可同时开始工作；因电流传感器产生的电阻可忽略不计，故电压传感器ct-b是对b相与接地之间的电压进行采集，即对电力补偿电容器的电压进行采集。将采集的电压或电流通过第二电压传感器pt-b的第四端输出给数据处理模块102中。
50.在一种可能实施例中，图6是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的第三相采集单元结构示意图；参考图6，第三相采集单元203包括电力补偿电容子单元601、电流传感子单元602以及电压传感子单元603；电力补偿电容子单元601与电流传感
子单元602相连，电流传感子单元602与电压传感子单元603相连，电压传感子单元603与数据处理模块602相连。
51.此外，图7是本技术实施例提供的又一种对电力补偿电容器的监测电路的第三相采集单元结构示意图；参考图7，电力补偿电容子单元601包括第五电容cap5和第六电容cap6；电流传感子单元602包括第五电流传感器ct-c1和第六电流传感器ct-c2；电压传感子单元603包括第三电压传感器pt-c；第五电容cap5一端与c相的线电压相连，第五电容cap5另一端与第五电流传感器ct-c1第一端相连，第五电流传感器ct-c1第二端与第三电压传感器pt-c的第二端相连，第五电流传感器ct-c1第三端与中性线相连；第六电容cap6一端与c相的线电压相连，第六电容cap6另一端与第六电流传感器ct-c2第一端相连，第六电流传感器ct-c2第二端与第三电压传感器pt-c第二端相连，第六电流传感器ct-c2第三端与中性线相连；第三电压传感器pt-c第一端与c相的线电压相连，第三电压传感器pt-c第三端与中性线相连，所述第三电压传感器pt-c的第四端与所述数据处理模块102相连。
52.上述电路原理为：第五电容cap5和第六电容cap6是在c相的电力补偿电容器，在对c相的电力补偿电容器进行数据采集时，每个电力补偿电容器都与一个电流传感器串联，对单个的电力补偿电容器的电流进行采集；电流传感器与电压传感器相连，在打开电压传感器的电源，与电压传感器相连的电流传感器也同时得电，保证电压传感器与电流传感器可同时开始工作；因电流传感器产生的电阻可忽略不计，故电压传感器ct-c是对c相与接地之间的电压进行采集，即对电力补偿电容器的电压进行采集。将采集的电压或电流通过第三电压传感器pt-c的第四端输出给数据处理模块102中。
53.在一种可能实施例中，图8是本技术实施例提供的一种对电力补偿电容器的监测电路的数据处理模块原理示意图，参考图8；数据处理模块102包括一个单片机mcu、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、一个比较器、一个三极管q1以及一个二极管d1；mcu中的ad口与数据采集模块101相连，mcu中的i/o1口与第三电阻r3一端相连，mcu中cnd口接地，mcu中的vcc口与第二电阻r2一端相连，mcu中的vcc口还与第四电阻r4一端相连，mcu中的i/o2口与第一电阻r1一端相连；第一电阻r1另一端与比较器输入端的正极相连；第三电阻r3另一端与比较器输入端的负极相连；第二电阻r2另一端与比较器电源端相连，比较器接地端接地；第四电阻r4另一端与三极管q1集电极相连，比较器输出端与三极管q1基极相连，三极管q1发射极与二极管d1正极相连，二极管d1负极接地。
54.上述电路原理为：数据采集模块101采集的模拟信号从单片机mcu的ad口输入，在单片机mcu中将采集的模拟信号转换成数字信号；从单片机mcu的i/o2口输出到r1，经r1分压后信号输入到比较器的正极，单片机mcu的i/o1口经r3输入信号到比较器负极，mcu的vcc口输出的信号经r2调压输入进比较器电源端，比较器中将r1输出的数字信号与r3输出的数字信号进行运算，将两者之间的差值与r2输出的信号进行比较；输出的信号可为电流或电压其中的一种。当差值大于r2输出的信号，比较器输出高电平，三极管q1导通，二极管d1导通，r4对三极管q1与二极管d1其保护作用。当差值小于r2输出的信号，比较器输出低电平，三极管q1不导通，二极管d1不导通。在对a相、b相以及c相上各个电力补偿电容器的值进行采集，将采集的信号输入到数据处理模块进行处理，在将处理好的数据通过有线或无线方式进行传输，在数据处理模块中对信号进行转换，再经过比较器看输出的信号是否为高电平。高电平时三极管导通，三极管导通后，二极管导通，二极管导通代表当前采集的电力补
偿电容器中以存在老化故障的产生。
55.图8只是针对单相的电力补偿电容器的信号进行采集，当对a相、b相以及c相的电力补偿电容器进行信号采集时，需对a相、b相以及c相分别设置一个数据处理模块电路图，这里不在详细叙述。在监测a相的电路补偿电容器时，二极管导通，说明a相的电力补偿电容器程序故障，即可根据二极管是否导通来定位出现故障的电力补偿电容器位置。
56.在一种可能实施例中，电路还包括传输模块，传输模块的传输方式包括以下任意一种：zigbee、ethernet、蓝牙以及rs232。在数据处理模块102将采集的数据进行处理后，可通过zigbee或蓝牙等无线方式进行传输给数据存储模块103；也可通过rs232等有线方式进行传输给数据存储模块103。具体采用哪种传输方式以实际情况为主。
57.通过以上实施例，本实用新型具有以下有益效果，通过电路实现对电力补偿电容器的监测，减少人工去现场检查电力补偿电容器；通过电路对电力补偿电容器进行实时监测，在发生老化故障时，及时发现并提醒工作人员去现场进行维修；将每次采集的数据进行存储，便于后续通过历史采集数据对电力补偿电容器的维修周期，进行调整。
58.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。