一种判断母线电容需要检修或更换的方法及装置

技术领域

本发明涉及电容寿命管理领域，具体涉及一种判断母线电容需要检修或更换的方法及装置。

背景技术

在开关电源设备中，电容属于易损器件，母线电容失效会影响电气设备使用的可靠性。因此，及时判断母线电容需要检修或更换极为重要。

目前，市场上所销售的开关电源，以不间断电源系统产品为例，母线电容的寿命预测通常采用离线检测，即操作人员定期将母线电容拆解下来，检测母线电容的容值，从而判断母线电容是否需要检修或更换，这种方法费时费力，因此，现有的判断母线电容是否需要检修或更换的方法仍待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种在线即可判断母线电容需要检修或更换的方法及装置。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

技术方案一，一种判断母线电容需要检修或更换的方法，电网为交流负载供电；包括：采集当前电气设备的负载参数；获取直流母线电容的母线纹波电压值；判断所述的母线纹波电压值是否大于或等于第一设定阈值，若判断结果为是，则确定母线电容需要检修或更换；所述第一设定阈值定义为母线电容剩余容率达到设定值时在所述的负载参数下的母线纹波电压值；所述第一设定阈值根据所述的负载参数通过事先测得的第一关系模型获得；所述第一关系模型记载与当前电气设备同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到设定值的条件下，不同的负载参数下的母线纹波电压值。

基于技术方案一，还设有技术方案二，在技术方案二中，所述负载参数包括负载率和负载修正系数。

基于技术方案一或二，还设有技术方案三，在技术方案三中，所述设定值为80％。

本发明同时公开一种判断母线电容需要检修或更换的装置，标记为技术方案四，用于实现技术方案一、二或三中任一项所述的方法，包括：第一采集模块，采集并输出直流母线电容的母线纹波电压值；第二采集模块，采集并输出当前电气设备的负载参数；第一处理模块，接收负载参数和母线纹波电压值，在第一关系模型中查询所述负载参数在母线电容剩余容率达到设定值时对应的母线纹波电压值，判断接收的母线纹波电压值是否大于或等于查询的母线纹波电压值，若判断结果为是，则输出警示指令；第一警示模块，接收警示指令，并据此执行；所述第一关系模型记载与当前电气设备同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到设定值的条件下，不同的负载参数下的母线纹波电压值。

本发明还公开一种判断母线电容需要检修或更换的方法，标记为技术方案五，技术方案五中，电网为直流负载供电；包括：采集当前电气设备的输出电流和输出电压；获取直流母线电容的母线纹波电压值；判断所述的母线纹波电压值是否大于或等于第二设定阈值，若判断结果为是，则确定母线电容需要检修或更换；所述第二设定阈值定义为母线电容剩余容率达到设定值时在所述的输出电流和输出电压下的母线纹波电压值；所述第二设定阈值根据所述的输出电流和输出电压通过事先测得的第二关系模型获得；所述第二关系模型记载与当前电气设备同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到设定值的条件下，不同的输出电流和输出电压下的母线纹波电压值。

基于技术方案五，还设有技术方案六，技术方案六中，所述设定值为80％。

本发明还公开一种判断母线电容需要检修或更换的装置，标记为技术方案七，用于实现技术方案五或六中所述的方法，包括：第一采样模块，采集并输出直流母线电容的母线纹波电压值；第二采样模块，采集并输出当前电气设备的输出电流和输出电压；第二处理模块，接收母线纹波电压值、输出电压和输出电流，在第二关系模型中查询所述输出电压和输出电流在母线电容剩余容率达到设定值时对应的母线纹波电压值，判断接收的母线纹波电压值是否大于或等于查询的母线纹波电压值，若判断结果为是，则输出报警指令；第二警示模块，接收警示指令，并据此执行；所述第二关系模型记载与当前电气设备同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到设定值的条件下，不同的输出电流和输出电压下的母线纹波电压值。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

1、技术方案一中，本发明的判断方法，适用于电网为交流负载供电的情况，事先测得一记载“当前电气设备同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到设定值的条件下，不同的负载参数下的母线纹波电压值”的第一关系模型，通过获取的负载参数和该第一关系模型即可得到母线纹波电压的第一设定阈值，再比对获取的母线纹波电压值是否大于或等于第一设定阈值即可判断出母线电容是否需要检修或更换，这是由于在相同的母线电容、输入电压和相同的电气设备下，母线电容越大，母线纹波电压值越小，因此，母线纹波电压值大于或等于第一设定阈值时，即可判断出母线电容剩余容率小于设定值，也即，可判断出母线电容需要维修或更换，从而无需将母线电容拆解下来即可判断，节约了维护成本，且操作更加便捷。

2、技术方案二中，负载参数包括负载率和负载修正系数，测试结果更加准确。

3、技术方案四中，本发明同时公开一种判断母线电容需要检修或更换的装置，用于实现技术方案一、二或三中任一项所述的方法，第一采集模块采集母线纹波电压值，第二采集模块采集负载参数，第一处理模块根据母线纹波电压值和负载参数即可判断母线电容是否需要检修或更换，并在需要检修或更换时输出警示指令，第一警示模块接收警示指令并执行，运算简单，操作便捷且成本低廉。

4、技术方案五中，本发明的判断方法，适用于电网为直流负载供电的情况，事先测得一记载“当前电气设备同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到设定值的条件下，不同的输出电流和输出电压下的母线纹波电压值”的第二关系模型，通过获取的输出电流和输出电压和第二关系模型即可得到母线纹波电压的第二设定阈值，再比对获取的母线纹波电压值是否大于或等于第二设定阈值即可判断出母线电容是否需要检修或更换，这是由于在相同的母线电容、输入电压和相同的电气设备下，母线电容越大，母线纹波电压值越小，因此，母线纹波电压值大于或等于第二设定阈值时，即可判断出母线电容剩余容率小于设定值，也即，可判断出母线电容需要维修或更换，从而无需将母线电容拆解下来即可判断，节约了维护成本，且操作更加便捷。

5、技术方案七中，本发明同时公开一种判断母线电容需要检修或更换的装置，用于实现技术方案五或六中所述的方法，第一采样模块采集母线纹波电压值，第二采样模块采集电气设备的输出电流和输出电压，第二处理模块根据母线纹波电压值、输出电流和输出电压即可判断母线电容是否需要检修或更换，并在需要检修或更换时输出警示指令，第二警示模块接收警示指令并执行，运算简单，操作便捷且成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的示意图；

图2为本发明实施例2的示意图。

具体实施方式

下面将本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书及说明书中，除非另有明确限定，如使用术语“负载率”，应作广义理解，即输出功率与电气设备总容量的比例；如使用术语“负载修正系数”，应作广义理解，即功率因素，功率因素为有功功率与视在功率的比例。

本发明的权利要求书及说明书中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

实施例一

本发明公开一种判断母线电容需要检修或更换的方法，适用于电网为交流负载供电的情况，即电网经过AC/DC变换和DC/AC变换为负载供电；包括以下步骤：

步骤1：采集当前电气设备的负载参数，其中，负载参数包括负载率和负载修正系数，其中电气设备可为UPS，本发明对此不做具体限定；具体地，负载参数的采集可以有多种实现方式，较佳地，可以通过内置于电气设备内的采集器采集电气设备的输出电流和输出电压，再根据采集的输出电流和输出电压计算得到当前电气设备的负载率和负载修正系数；

步骤2：获取直流母线电容的母线纹波电压值，具体地，获取直流母线电容的母线纹波电压值可以有多种实现方式，较佳地，可以采用电压检测电路检测，通过电压检测电路具体可以检测直流母线电容两端的电压，去除电压中的直流电压成分，得到交流纹波电压，计算交流纹波电压的有效值，从而获取母线纹波电压值。

步骤3：判断母线纹波电压值是否大于或等于第一设定阈值，若判断结果为是，则确定母线电容需要检修或更换。

其中，第一设定阈值定义为母线电容剩余容率达到80％时在上述负载参数下的母线纹波电压值；第一设定阈值根据上述负载参数通过事先测得的第一关系模型获得；第一关系模型记载与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到80％时，不同的负载参数下的母线纹波电压值。具体实施中，母线电容剩余容率可根据实际需要调整，并不限定为80％。

对于该第一关系模型，可以试验测试获取。第一关系模型中包括的内容，可以在实验室中测试与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备中得到，在本实施例中，同一型号表示软件配置和硬件配置相同的电气设备。在测试过程中，可以通过穷举的方式，对与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备，按照输入电压为电网电压，母线电容剩余容率为80％，以不同负载率和负载修正系数为自变量，以测得的母线纹波电压值为因变量，建立负载率、负载修正系数和母线纹波电压值相对应的第一关系模型，存储该第一关系模型用于判断母线电容是否需要检修或更换时进行查询。其中，母线电容剩余容率为80％通过降低母线电容的数量即可得到。本发明实施例对此过程不再进行赘述。

进一步的，在数据测试统计时，由于相近的负载率差异很少，为了减少测试工时，第一关系模型中负载率可设定分辨范围，即实际测试的负载率若在第一关系模型中某一组负载率的分辨范围内，则这组负载率与该负载率匹配。本实施例中，负载率的分辨范围为±5％。

示例性的，如表1所示，示出了与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备，按照输入电压为电网电压，母线电容剩余容率为80％，不同负载率和负载修正系数下的母线纹波电压值。

表1

需要说明的是，上述表1只是以示例的形式对第一关系模型进行说明，并不是对第一关系模型中包括的内容及数据进行具体限定。

以上述表1为例，假设采集到的负载为12％，负载修正系数为1，则与表中的负载10％，负载修正系数1，母线纹波电压值10V相对应。

本实施例中判断母线电容需要检修或更换通过以下装置实现，如图1所示，该装置包括第一采集模块101、第二采集模块102、第一处理模块103和第一警示模块104，第一采集模块101、第二采集模块102和第一警示模块104均与第一处理模块103电连接，其中，第一采集模块101，采集并输出直流母线电容的母线纹波电压值；第二采集模块102，采集并输出当前电气设备的负载参数；第一处理模块103，接收负载参数和母线纹波电压值，在第一关系模型中查询所述负载参数在母线电容剩余容率达到设定值时对应的母线纹波电压值，比较接收的母线纹波电压值是否大于或等于查询的母线纹波电压值，若判断结果为是，则输出警示指令；第一警示模块104，接收警示指令，并据此执行。

具体实施中，第一采集模块101可为电压检测电路，电压检测电路检测直流母线电容两端的电压，去除电压中的直流电压成分，得到交流纹波电压，计算交流纹波电压的有效值，从而获取母线纹波电压值；第二采集模块102可为内置于电气设备的采集器，该采集器采集电气设备的输出电流和输出电压，并根据采集的输出电流和输出电压计算得到当前电气设备的负载率和负载修正系数；第一处理模块103可为一处理器，第一警示模块104可为一显示面板，显示处理结果，本发明的判断母线电容需要检修或更换的装置运算简单，操作便捷，且成本低廉。

实施例2

基于同一发明构思，本发明还公开一种判断母线电容需要检修或更换的方法，适用于电网为直流负载供电的情况，即电网经过AC/DC变换和DC/DC变换为负载供电；包括以下步骤：

步骤1：采集当前电气设备的输出电流和输出电压，其中电气设备可为UPS，本发明对此不做具体限定；具体地，输出电流和输出电压的采集可以有多种实现方式，较佳地，可以通过内置于电气设备内的采集器采集电气设备的输出电流和输出电压；

步骤2：获取直流母线电容的母线纹波电压值，具体地，获取直流母线电容的母线纹波电压值可以有多种实现方式，较佳地，可以采用电压检测电路检测，通过电压检测电路具体可以检测直流母线电容两端的电压，去除电压中的直流电压成分，得到交流纹波电压，计算交流纹波电压的有效值，从而获取母线纹波电压值。

步骤3：判断母线纹波电压值是否大于或等于第二设定阈值，若判断结果为是，则确定母线电容需要检修或更换。

其中，第二设定阈值定义为母线电容剩余容率达到80％时在上述输出电压和输出电流下的母线纹波电压值；第二设定阈值根据上述输出电压和输出电流通过事先测得的第二关系模型获得；第二关系模型记载与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备，在母线电容剩余容率达到80％时，不同的输出电压和输出电流下的母线纹波电压值。具体实施中，母线电容剩余容率可根据实际需要调整，并不限定为80％。

对于该第二关系模型，可以试验测试获取。第二关系模型中包括的内容，可以在实验室中测试与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备中得到，在本实施例中，同一型号表示软件配置和硬件配置相同的电气设备。在测试过程中，可以通过穷举的方式，对与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备，按照输入电压为电网电压，母线电容剩余容率为80％，以不同输出电压、输出电流和负载修正系数为自变量，以测得的母线纹波电压值为因变量，建立输出电压、输出电流和母线纹波电压值相对应的第二关系模型，存储该第二关系模型用于判断母线电容是否需要检修或更换时进行查询。其中，母线电容剩余容率为80％通过降低母线电容的数量即可得到。本发明实施例对此过程不再进行赘述。

进一步的，在数据测试统计时，由于相近的输出电压和输出电流差异很少，为了减少测试工时，第二关系模型中输出电压和输出电流可设定分辨范围，即实际测试的输出电压和输出电流若在第二关系模型中某一组输出电压和输出电流的分辨范围内，则这组输出电压和输出电流与该输出电压和输出电流匹配。本实施例中，输出电压和输出电流的分辨范围为±5％。

示例性的，如表2所示，示出了与当前电气设备(如UPS)同一型号的设备，按照输入电压为电网电压，母线电容剩余容率为80％，不同输出电流和输出电压下的母线纹波电压值。

表2

需要说明的是，上述表2只是以示例的形式对第二关系模型进行说明，并不是对第二关系模型中包括的内容及数据进行具体限定。

以上述表2为例，假设采集到的输出电压为45V，输出电流为4.5A，则与表中的输出电压50V，输出电流5A，母线纹波电压值2V相对应。

本实施例中判断母线电容需要检修或更换通过以下装置实现，如图2所示，该装置包括第一采样模块201、第二采样模块202、第二处理模块203和第二警示模块204，第一采样模块201、第二采样模块202和第二警示模块204均与第二处理模块203电连接，其中，第一采样模块201，采集并输出直流母线电容的母线纹波电压值；第二采样模块202，采集并输出当前电气设备的输出电流和输出电压；第二处理模块203，接收输出电流、输出电压和母线纹波电压值，在第二关系模型中查询所述输出电流、输出电压在母线电容剩余容率达到设定值时对应的母线纹波电压值，比较接收的母线纹波电压值是否大于或等于查询的母线纹波电压值，若判断结果为是，则输出警示指令；第二警示模块204，接收警示指令，并据此执行。

具体实施中，第一采样模块201可为电压检测电路，电压检测电路检测直流母线电容两端的电压，去除电压中的直流电压成分，得到交流纹波电压，计算交流纹波电压的有效值，从而获取母线纹波电压值；第二采样模块202为内置于电气设备中的采集器，该采集器采集电气设备的输出电流和输出电压，第二处理模块203可为一处理器，第二警示模块204可为一显示面板，显示处理结果，本发明的判断母线电容需要检修或更换的装置运算简单，操作便捷，且成本低廉。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。