[發明專利]一種高壓電容器組支路電流監測裝置

有效

• 申請號: 201010109207.4
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101769958A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 唐宗華;宣黎鑫
• 申請（專利權）人: 北京國能子金電氣技術有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G08C17/02
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 岳亞

技術領域

本發明涉及電流監測技術領域，尤其涉及一種應用于電力系統中 的高壓懸浮電位下高壓電容器組支路電流的無線監測裝置。

背景技術

隨著我國電網西電東送、南北互供和全國聯網戰略的實施，電網 建設不斷加強。為提高電網穩定水平，增大線路的輸電能力，增強電 網短路電流水平，串聯補償電容裝置和電網動態無功補償技術及短路 故障限流技術日漸受到各方的重視，一些大區電網都在規劃和建設這 類工程項目。

其中，電容器組作為擔負串補裝置、動態無功補償裝置和串聯諧 振型故障限流裝置主要功能的一次設備，其性能優劣決定了裝置的運 行可靠性，是最需要保護的關鍵部件。

在裝設有串補裝置、動態無功補償裝置和串聯諧振型故障限流裝 置的線路中，當線路發生故障或是相鄰線路發生故障，電流流過電容 器組，在電容器兩端產生較高的電壓，容易致使電容器組損壞。為了 防止在故障電流情況下，電容器組兩端的過電壓造成電容器的損壞， 目前通用的過壓保護方法是：在電容器兩端并聯MOV(金屬氧化物限 壓器，為Metal?Oxide?Varistor的英文縮寫，以下簡稱MOV)對電容 器進行保護。當電容器電壓達到保護水平時，MOV限制電容器兩端的 電壓的升高，可以保護電容器不受損壞。電容器上能承受短時間的過 負荷而不受損壞，然而隨著過負荷時間的延長，可能導致電容器老化 或絕緣損壞。

電容器組一般由電容器單元組成，電容器單元由多臺電容器串、 并聯而成。電容器組的工作應不受單個電容器故障的影響，當單元電 容器組內部電容器元件因過電壓而擊穿或熔絲熔斷時，該電容器元件 即退出運行，從而使得電容器組單元等值電容減小。這種減小，將造 成流過該單元的電流增加，電壓升高，對非故障電容器元件造成不利 影響，甚至導致惡性循環。為了防止電容元件出現雪崩損壞，必須對 電容器組支路不平衡電流設置相應的在線監測保護措施，避免此類現 象的發生。

然而，由于串補裝置、動態無功補償裝置和串聯諧振型故障限流 裝置中的電容器組處于高電位，電容器組支路電流監測裝置的供電取 能問題是現有技術難以解決的技術難題。另外，支路電流監測裝置處 于高電位，所處電磁環境惡劣，輸電線路的大電流、高電壓場強會對 監測裝置造成較大的電磁干擾，電容器組支路電流監測裝置的抗干擾 設計問題，及處于高電位的監測裝置與地面設備的通訊問題，都是現 有技術難以解決的技術問題。因此，目前現有技術中并不存在用于對 電容器組支路不平衡電流進行在線監測保護的監測裝置。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種高壓電容器組支路電流監 測裝置，以解決現有技術中存在的監測裝置供電取能、抗干擾、及與 地面設備通訊等諸多問題。

為解決上述問題，本發明提供以下技術方案：

一種高壓電容器組支路電流監測裝置，所述監測裝置包括自勵取 能及電源轉換電路、電流檢測采集電路、CPU數據采集控制電路及無 線收發電路。

所述自勵取能及電源轉換電路從高壓線路取得電源并轉換輸出 直流電壓供給電流檢測采集電路及CPU數據采集控制電路；電流檢測 采集電路用于采集、處理支路電流瞬時值，并輸出至CPU數據采集控 制電路，所述CPU數據采集控制電路用于完成支路不平衡電流AD(模 擬數字轉換，以下簡稱AD)交流采樣、電流諧波計算，并經無線收發 電路完成雙向無線數字傳輸。

所述自勵取能及電源轉換電路包括電流互感器、電壓尖峰吸收電 路、輸出電壓反饋及穩壓電路、電源濾波和抗干擾電路及電源轉換電 路。

所述自勵取能電路互感器輸出端并聯電壓尖峰吸收電路和雙向 可控硅，電路互感器取得的電能經橋式整流輸入到電源濾波和抗干擾 電路，其電壓輸出給輸出電壓反饋和穩壓電路，并經電源轉換電路輸 出穩定電壓。

所述輸出電壓負反饋和穩壓電路包括雙向可控硅及觸發電路。

所述電源濾波和抗干擾電路輸出穩定電壓為10V，電源轉換電路 輸出穩定電壓為3.3V。

所述電流檢測采集電路包括電流互感器、測量電阻、隔直電容、 低通濾波器及用于輸入保護的二極管、穩壓管。

所述CPU數據采集控制電路用于完成電流的AD交流采集，并進 行有效值計算和電流諧波分析。

所述無線收發電路為低功耗收發器件，用于雙向無線數據傳輸， 其收發頻率為433MHz。