專利名稱：一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)電力電容器保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，電力電容器按用途可分為8種①并聯(lián)電容器。原稱移相電容器。主要用 于補(bǔ)償電力系統(tǒng)感性負(fù)荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗。② 串聯(lián)電容器。串聯(lián)于工頻高壓輸、配電線路中，用以補(bǔ)償線路的分布感抗，提高系統(tǒng)的靜、動(dòng) 態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質(zhì)量，加長送電距離和增大輸送能力。③耦合電容器。主要用于 高壓電力線路的高頻通信、測(cè)量、控制、保護(hù)以及在抽取電能的裝置中作部件用。④斷路器 電容器。原稱均壓電容器。并聯(lián)在超高壓斷路器斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在 分?jǐn)噙^程中和斷開時(shí)均勻，并可改善斷路器的滅弧特性，提高分?jǐn)嗄芰?。⑤電熱電容器。?于頻率為40 24000赫的電熱設(shè)備系統(tǒng)中，以提高功率因數(shù)，改善回路的電壓或頻率等特 性。⑥脈沖電容器。主要起貯能作用，用作沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗(yàn) 用振蕩回路等基本貯能元件。⑦直流和濾波電容器。用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝 置中。⑧標(biāo)準(zhǔn)電容器。用于工頻高壓測(cè)量介質(zhì)損耗回路中，作為標(biāo)準(zhǔn)電容或用作測(cè)量高壓 的電容分壓裝置。國內(nèi)外主流的電容器保護(hù)裝置，僅實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)、過壓保護(hù)、有流閉鎖失壓保 護(hù)、低壓自投元件、不平衡保護(hù)等，其缺點(diǎn)是沒有采取諧波電壓和電流保護(hù)，而嚴(yán)重的諧 波畸變會(huì)引起電力電容器的附加絕緣介質(zhì)損耗加大，溫度升高，加快絕緣老化，從而引起過 熱，導(dǎo)致“鼓肚”現(xiàn)象發(fā)生，甚至爆炸。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝 置，通過可編程配置，任意選擇2 31次里的三次諧波電壓和電流畸變率進(jìn)行監(jiān)視，一旦越 限，投退電力電容器，或者告警，通知值班人員注意。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容 器保護(hù)裝置，包括電源模塊、采樣模塊、故障處理模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、開入開出 模塊；所述采樣模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、開入開出模塊分別與故障處理模塊連接； 所述采樣模塊與電容器電極連接。作為改進(jìn)，所述故障處理模塊為32位中央處理器，實(shí)際上是在32位中央處理器上 通過軟件實(shí)現(xiàn)的保護(hù)邏輯功能。三相電壓電流經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，通過快速傅里葉變 換，再經(jīng)過特殊的窗函數(shù)軟件濾波后，計(jì)算得出高精度的2 31次諧波電壓、電流畸變率。 用戶可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇2 31次中的任意三次諧波畸變率，和預(yù)先設(shè)置好的限定值 進(jìn)行比較，當(dāng)任一次的電壓或電流畸變率大于定值，則驅(qū)動(dòng)開出模塊6，完成跳閘或告警，對(duì) 電力電容器實(shí)施有效的諧波畸變保護(hù)。作為改進(jìn)，電源模塊給裝置上所有的數(shù)字電路提供必要的穩(wěn)定的5V或3. 3V直流電壓。作為改進(jìn)，所述采樣模塊包括三相電壓互感器、三相電流互感器、低通濾波器、模 數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述三相電壓互感器與電容器電極連接，并依次通過低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器與 故障處理模塊連接；所述三相電流互感器與電容器電極連接，并依次通過低通濾波器、模數(shù) 轉(zhuǎn)換器與故障處理模塊連接。電壓互感器和電流互感器分別將電力系統(tǒng)中的三相電壓和三 相電流轉(zhuǎn)換為模數(shù)轉(zhuǎn)換器可識(shí)別的量程范圍內(nèi)的電壓信號(hào)，然后經(jīng)過低通濾波器過濾掉不 必要的高頻信號(hào)后，被模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。作為改進(jìn)，人機(jī)交互模塊為點(diǎn)陣液晶和觸摸按鍵設(shè)計(jì)，為用戶提供了美觀、大方、 人性化的人機(jī)交互方式。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是本發(fā)明裝置除了強(qiáng)調(diào)的諧波電壓電流畸變率保護(hù)功能外，還可實(shí)現(xiàn)三段式過流保護(hù)、兩段式零序過流保護(hù)、不平衡電壓和電流保護(hù)、過壓保護(hù)、有流閉鎖失壓保護(hù)、低壓自 投、PT斷線告警，控制回路斷線告警等；解決了國內(nèi)外主流數(shù)字式電容器保護(hù)裝置無法進(jìn)行諧波電壓和電流保護(hù)的缺陷， 有效的防止諧波電壓或電流畸變嚴(yán)重時(shí)，加大損耗電容器的絕緣介質(zhì)損耗，內(nèi)部溫度升高， 從而避免發(fā)生電力電容器“鼓肚”爆炸，延長電力電容器的有效使用年限。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框架圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置，包括電源模塊6、采樣模 塊2、故障處理模塊1、通訊模塊4、人機(jī)交互模塊5、開入開出模塊3。所述采樣模塊2、通訊 模塊4、人機(jī)交互模塊5、開入開出模塊3分別與故障處理模塊1連接。電源模塊6，給裝置上所有的數(shù)字電路提供必要的穩(wěn)定的5V或3. 3V直流電壓。采樣模塊2，為交流采樣模塊，包括三相電壓互感器、三相電流互感器、低通濾波 器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述三相電壓互感器與電容器電極連接，并依次通過低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn) 換器與故障處理模塊1連接；所述三相電流互感器與電容器電極連接，并依次通過低通濾 波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器與故障處理模塊1連接。電壓互感器和電流互感器分別將電力系統(tǒng)中的 三相電壓和三相電流轉(zhuǎn)換為模數(shù)轉(zhuǎn)換器可識(shí)別的量程范圍內(nèi)的電壓信號(hào)，然后經(jīng)過低通濾 波器過濾掉不必要的高頻信號(hào)后，被模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。故障處理模塊1，實(shí)際上是在32位中央處理器上通過軟件實(shí)現(xiàn)的保護(hù)邏輯功能。 三相電壓電流經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，通過快速傅里葉變換，再經(jīng)過特殊的窗函數(shù)軟件濾 波后，計(jì)算得出高精度的2 31次諧波電壓、電流畸變率。用戶可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇 2 31次中的任意三次諧波畸變率，和預(yù)先設(shè)置好的限定值進(jìn)行比較，當(dāng)任一次的電壓或 電流畸變率大于定值，則驅(qū)動(dòng)開出模塊6，完成跳閘或告警，對(duì)電力電容器實(shí)施有效的諧波 畸變保護(hù)。通訊模塊4，用戶可用后臺(tái)軟件在遠(yuǎn)程通過通訊模塊4對(duì)本裝置進(jìn)行參數(shù)配置或監(jiān)測(cè)本裝置投入段的實(shí)時(shí)電力運(yùn)行情況，并提供相關(guān)的保護(hù)措施。 人機(jī)交互模塊5，采用192X160點(diǎn)陣液晶和觸摸按鍵設(shè)計(jì)，為用戶提供了美觀、大 方、人性化的人機(jī)交互方式。開入開出模塊3，實(shí)現(xiàn)了電容器保護(hù)裝置的遙測(cè)和遙控功能。本發(fā)明裝置除了強(qiáng)調(diào)的諧波電壓電流畸變率保護(hù)功能外，還可實(shí)現(xiàn)三段式過流保 護(hù)、兩段式零序過流保護(hù)、不平衡電壓和電流保護(hù)、過壓保護(hù)、有流閉鎖失壓保護(hù)、低壓自 投、PT斷線告警，控制回路斷線告警等；解決了國內(nèi)外主流數(shù)字式電容器保護(hù)裝置無法進(jìn) 行諧波電壓和電流保護(hù)的缺陷，有效的防止諧波電壓或電流畸變嚴(yán)重時(shí)，加大損耗電容器 的絕緣介質(zhì)損耗，內(nèi)部溫度升高，從而避免發(fā)生電力電容器“鼓肚”爆炸，延長電力電容器的 有效使用年限。
權(quán)利要求一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置，其特征在于包括電源模塊、采樣模塊、故障處理模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、開入開出模塊；所述采樣模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、開入開出模塊分別與故障處理模塊連接；所述采樣模塊與電容器電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置，其特征在于所 述故障處理模塊為32位中央處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置，其特征在于所 述電源模塊為5V或3. 3V的直流電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置，其特征在于所 述采樣模塊包括三相電壓互感器、三相電流互感器、低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述三相電 壓互感器與電容器電極連接，并依次通過低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器與故障處理模塊連接；所 述三相電流互感器與電容器電極連接，并依次通過低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器與故障處理模 塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置，其特征在于所 述人機(jī)交互模塊為點(diǎn)陣液晶和觸摸按鍵。
專利摘要一種帶諧波保護(hù)的數(shù)字式電容器保護(hù)裝置，其特征在于包括電源模塊、采樣模塊、故障處理模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、開入開出模塊；所述采樣模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、開入開出模塊分別與故障處理模塊連接；所述采樣模塊與電容器電極連接。解決了國內(nèi)外主流數(shù)字式電容器保護(hù)裝置無法進(jìn)行諧波電壓和電流保護(hù)的缺陷，有效的防止諧波電壓或電流畸變嚴(yán)重時(shí)，加大損耗電容器的絕緣介質(zhì)損耗，內(nèi)部溫度升高，從而避免發(fā)生電力電容器“鼓肚”爆炸，延長電力電容器的有效使用年限。
文檔編號(hào)H02H7/16GK201774243SQ20102029265
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者尹操 申請(qǐng)人:深圳市科陸電子科技股份有限公司