CN205248806U - 一种外差式可监测温度的智能电容器补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种外差式可监测温度的智能电容器补偿装置，包括串联电抗器、隔离开关、MOA避雷器、支柱绝缘子、放电线圈、电容器、电容器支架、母排、安全网栏和电容器装置内部故障继电保护传感器，电容器为多个智能单相电容器，补偿装置还包括多个现场采集箱、多个可编码温度探测无线发射采集器、多个温度传感器和一个汇集终端，本实用新型的有益效果在于，可早期预知预报单台电容器故障发展过程并从上万台电容器中进行故障定位，每台电容器的箱体大侧面和出线端子处、补偿装置中母排各大电流联接点处温度一目了然，使电容器补偿装置具有“智慧功能”，提高整个电容器补偿装置安全可靠运行。

Description

一种外差式可监测温度的智能电容器补偿装置
技术领域
本实用新型涉及输变电电力***领域，特别是涉及一种外差式可监测温度的智能电容器补偿装置。
背景技术
在输变电电力***中,用于无功功率补偿最经济可靠的并联电力电容器补偿装置已普遍应用，随着我国特高电压(交流1000kV,直流±800kV/±1100kV)交直流输变电网络的大力发展,特/超高电压串联/并联补偿电力电容器用量越来越大,一个变电站安装的电容器台数一般可达几千甚至一万多台。现在普遍用于输变电***的普通型全膜电容器单台容量都较大,可达334kvar～600kvar间，而每台电容器一般又由40～80只元件经串并联而构成所需单台电容器的容量和电压.这样在一个特超高电压变电站就有约30～60万只电容器元件在线运行，如某只元件因原材料或生产工艺存大缺陷,运行一段时间后就难免会击穿,此时就需要有对电容器内部元件故障进行保护措施，虽然现在一般无功补偿装置都含有保护措施，包括电容器内部故障保护、装置的继电保护等，现在特/超高电压用普通型单台电容器内部故障保护方式有：内熔丝保护、无熔丝保护和继电保护等，一旦单台电容器发生内部故障，电容器各保护器件应按规定顺序动作，通常第一级是内熔丝动作；第二级是电容器装置的继电保护动作；现在普通单台电容器主要由高电压套管、电容箱、内熔丝、电容器元件组成，现有特超高电压串联/并联补偿电力电容器装置所采用的普通单台电容器均没有配置内部元件故障直接感知元器件,没有“智慧”功能,虽然单台电容器内部故障保护设置有内熔丝保护、无熔丝保护,但这些电容器内部故障保护最后必须通过电容器组不同接线方式(如单星形单桥差或多桥差接线方式、双星型中性点不平衡电流保护、单星形相差电流保护、单星形相纵差电压保护等接线方式)成套装置中的差电流/差电压信号传感器件即电流互感器或电压互感器传感出来,因装置的传感器件灵敏度低只有当单台电容器内部故障元件数达一定数量时或无熔丝保护电容器内部击穿串联段数达一定数量时才能反映出来,这样易导致电容器事故扩大化；且故障发生在哪台电容器无法定位,而在特/超高电压变电站的电容器装置一般每个电容器组(装置)由几百台电容组成,要定位故障电容器每相需测试上百台电容器才可确定,现场测试工作量很大很麻烦,从而电容器装置检修停运时间也相应较长,降低了电容器装置的投运率。
现在特/超高电压输配变电用普通电容器补偿装置主要由串联电抗器、隔离(接地)开关、MOA避雷器、支柱绝缘子、放电线圈、普通电容器、电容器支架、母排、安全网栏和电容器装置内部故障继电保护传感器组成,均没有配置内部元件故障直接感知元器件及温度监测器件,没有“智慧”功能；另一方面,普通电容器补偿装置所用电容器不带温度监测,电容器本体温度和高电压大电流出线端子处温度只能通过运行人员定期巡视时用红外测温仪巡测,因一个变电站有几千上万台电容器,运行人员工作量大,距离又高又远处有些出线端子处易被电容器安装支架阻挡无法测到,所以因电容器过载运行而导致的本体温度过高和或出线端子处松动温度过高而导致电容器漏油和或烧毁事故时有发生,其次电容器补偿装置中母排所有大电流联接点均处于高电位,绝缘问题难以解决,以往最多只能采用粘贴试温腊片通过运行人员定期巡视时来观察,存在不直观不可靠不准确不及时缺点,这些大电流联接点因松动导致发热甚至拉弧而烧毁母排和电容器事故发生较常见,均给电容器补偿装置的运行带来不安全隐患。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术之不足提供了一种及早发现故障，定位方便准确并且安全可靠性的外差式可监测温度的智能电容器补偿装置。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本实用新型包括串联电抗器、隔离开关、MOA避雷器、支柱绝缘子、放电线圈、电容器、电容器支架、母排、安全网栏和电容器装置内部故障继电保护传感器，电容器为多个智能单相电容器，补偿装置还包括多个现场采集箱、多个可编码温度探测无线发射采集器、多个温度传感器和一个汇集终端，其中由数个智能单相电容器与一个现场采集箱组合构成一个单元且单元固连至电容器支架，智能单相电容器具有一箱体和安装在箱体内的若干个串联和/或并联的电容元件，每台智能单相电容器电连接至少一个内置或外置的电流传感器，电流传感器的二次侧与其同一单元的的现场采集箱电连接，且二次侧有一个公共端接电容器支架或地，多个温度传感器分别设置在箱体的侧面以及智能单相电容器邻接电容器支架的出线接线头处，多个温度传感器通过有线方式连接同一单元的现场采集箱，多个可编码温度探测无线发射采集器分别设置在母排的大电流联接点处以及智能单相电容器的高电压出线接头处，多个可编码温度探测无线发射采集器与现场采集箱通过无线收发通讯方式连接，多个现场采集箱均与汇集终端无线通讯方式连接。
更具体的，智能单相电容器包括m×n个电容元件，其中由m个电容元件并联构成电容的串联段，再由n个电容的串联段串联构成智能单相电容器。
更具体的，智能单相电容器还设有内熔丝保护，内熔丝保护为每个电容元件设有与该电容元件串联的一个内熔丝。
本实用新型的串联电抗器、隔离开关、MOA避雷器、支柱绝缘子、放电线圈、电容器、电容器支架、母排、安全网栏和电容器装置内部故障继电保护传感器均为现有技术，其结构与连接方式在此不做赘述，本实用新型的改进之处在于，增加了多个现场采集箱、多个可编码温度探测无线发射采集器、多个温度传感器和一个汇集终端，且电容器采用智能单相电容器：即每台电容器均至少有一个内置或外置的电流传感器，电流传感器的二次侧与其同一单元的现场采集箱电连接，一旦电容器内部元件故障，内熔丝熔断把故障元件隔离后，能可靠感知差电流并可感知被隔离的故障元件数量；或无内熔丝单相电容器一旦电容器内部元件故障导致一个或多个电容器的串联段击穿短路后，能可靠感知差电流并可感知击穿电容的串联段数量，可早期预知预报单台电容器故障发展过程并从上万台电容器中进行故障定位；另外在每台电容器箱体侧面、高电压大电流出线端子处、母排各大电流联接点处分别各配置一只可编码温度探测无线发射采集器或有线温度传感器，各处的温度可在线实时监测并通过无线发送温度到汇集终端并可上传到电脑和数据平台并实现数据越限时提示和报警功能并且可发送相关变电站名称和故障信息到指定QQ号和或手机短信，每台电容器本体和出线端子处、补偿装置中母排各大电流联接点处温度一目了然，使电容器补偿装置具有“智慧功能”，提高整个电容器补偿装置安全可靠运行。
附图说明
图1为本实用新型之智能单相电容器立式布置的结构示意图。
图2为本实用新型之智能单相电容器卧式布置的结构示意图。
图3为图1中A-A向的结构示意图。
图4为图2中A向的结构示意图。
图5为本实用新型的现场采集箱和汇集终端的无线通讯方式示意图。
图6为本实用新型的现场采集箱和汇集终端的光纤通讯方式示意图。
图7为本实用新型的电流传感器二次电流外差式接法之一。
图8为本实用新型的电流传感器二次电流外差式接法之二。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
如图1至图8，实施例包括串联电抗器1、隔离开关2、MOA避雷器3、支柱绝缘子4、放电线圈5、多个智能单相电容器6、电容器支架8、母排9、安全网栏10、电容器装置内部故障继电保护传感器11、多个现场采集箱7、多个可编码温度探测无线发射采集器12、多个温度传感器(图中未示出)和一个汇集终端13，由数个智能单相电容器6与一个现场采集箱7组合构成一个单元且单元固连至电容器支架8，智能单相电容器6具有一箱体和安装在箱体内的若干个串联和/或并联的电容元件，每台智能单相电容器电连接至少一个内置或外置的电流传感器，电流传感器的二次侧与其同一单元的现场采集箱7电连接，多个温度传感器分别设置在箱体的侧面以及智能单相电容器6邻接电容器支架8的出线接线头处，多个温度传感器通过有线方式连接同一单元的现场采集箱7，多个可编码温度探测无线发射采集器12分别设置在母排9的大电流联接点处以及智能单相电容器6的高电压出线接头处，多个可编码温度探测无线发射采集器12与现场采集箱7通过无线收发通讯方式连接，多个现场采集箱7均与汇集终端13无线通讯方式连接。
工作原理：本实施例比普通电容器补偿装置相比增加了多个智能单相电容器6、多个现场采集箱7、多个可编码温度探测无线发射采集器12、多个温度传感器和一个汇集终端13这些智能器件,即在智能单相电容器6内设置或外置的电流传感器，箱体侧面和智能单相电容器6接电容支架(等电位联接)的出线接线头上设置温度传感器，电流传感器的二次侧与电容器箱外面两台或同一串联段多台相互串联，即非同名/非同极性端相联,如图6和图7，并引出二次差电流(且有一个公共端接电容器支架),通过有线方式将电流传感器二次差电流和温度传感器电连接现场采集箱7(与电容器支架同电位)，而智能单相电容器6带高电位的的出线接线头上的温度，以及电容器补偿装置中的母排9各大电流联接点处的温度，通过自能式或和电池供电式(寿命可达3～5年)的可编码温度探测无线发射采集12，也发送到现场采集箱7(与电容器支架同电位)，进行功率放大并统一转化为数字信号,数字信号再通过无线通讯发送到汇集终端13(可位于控制室内)的控制电脑,通过软件对数据实时采集与处理得到相应故障击穿元件数量或击穿串联段数，从而得到每台电容器状态并实现对每台电容器内部状态及故障过程进行显示和记录,通过循环检测实现在线实时监测电容器补偿装置中每台电容器内部状态、智能电容器本体外壳侧面及接线头处温度和电容器补偿装置中的母排各大电流联接点处的温度,再通过网络和或3G(4G)无线传送可将变电站电容器补偿装置中每台电容器内外部实时状态、补偿装置中的母排各大电流联接点处的温度和数据传送至数据平台并实现数据越限时提示和报警功能并且可发送相关变电站名称和故障信息到指定QQ号和或手机短信,从而可以随时随地了解每台电容器的状态和装置中母排各大电流联接点的温度,真正达到电容器补偿装置智能化,使变电站的电容器补偿装置可实现“四遥”智能化功能。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种外差式可监测温度的智能电容器补偿装置，包括串联电抗器、隔离开关、MOA避雷器、支柱绝缘子、放电线圈、电容器、电容器支架、母排、安全网栏和电容器装置内部故障继电保护传感器，其特征在于，电容器为多个智能单相电容器，补偿装置还包括多个现场采集箱、多个可编码温度探测无线发射采集器、多个温度传感器和一个汇集终端，其中由数个智能单相电容器与一个现场采集箱组合构成一个单元且单元固连至电容器支架，智能单相电容器具有一箱体和安装在箱体内的若干个串联和/或并联的电容元件，每台智能单相电容器电连接至少一个内置或外置的电流传感器，电流传感器的二次侧与其同一单元的的现场采集箱电连接，且二次侧有一个公共端接电容器支架或地，多个温度传感器分别设置在箱体的侧面以及智能单相电容器邻接电容器支架的出线接线头处，多个温度传感器通过有线方式连接同一单元的现场采集箱，多个可编码温度探测无线发射采集器分别设置在母排的大电流联接点处以及智能单相电容器的高电压出线接头处，多个可编码温度探测无线发射采集器与现场采集箱通过无线收发通讯方式连接，多个现场采集箱均与汇集终端无线通讯方式连接。
2.根据权利要求1所述的外差式可监测温度的智能电容器补偿装置，其特征在于，智能单相电容器包括m×n个电容元件，其中由m个电容元件并联构成电容的串联段，再由n个电容的串联段串联构成智能单相电容器。
3.根据权利要求2所述的外差式可监测温度的智能电容器补偿装置，其特征在于，智能单相电容器还设有内熔丝保护，内熔丝保护为每个电容元件设有与该电容元件串联的一个内熔丝。
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