CN106468728A - 一种带温度监测的直流分压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带温度监测的直流分压器，装置包括：分压电阻、均压电容、外套管、内环氧桶和换热器；内环氧桶和外套管围成的区域为外气室，内环氧桶围成的区域为内气室；装置还包括测温光纤和测温系统主机；所述测温光纤安装在直流分压器内环氧桶外壁上，测温光纤将实时监测的数据发送到测温系统主机。提高单只电阻器或单只电容器元件开路故障发生时对故障的判断，提高直流分压器的可靠性。便于人员即使了解系统温度分布和分析故障原因。
Description
技术领域
本发明涉及直流分压器技术领域，具体涉及一种带温度监测的直流分压器。
背景技术
直流输电工程用直流分压器采用电阻分压原理，其高压臂采用多级电阻器串联结构。为保证分压器在暂态过程中的电场均匀，在每一级电阻上并联一只均压电容器，以维持每一级电阻器上的暂态电压降相等，以保证直流分压器的运行可靠性。这种结构在实际运行中，存在因单个阻容元件的失效，造成直流分压器输出异常或完全失效的可能。当单只均压电容器开路，则对应的电阻器将失去均压保护，暂态冲击电压下，该级电阻器将承受过电压而可能造成的损坏；当单只均压电容器短路，对应的电阻器将被短接，直流分压器高压臂电阻值减小，造成分压比发生漂移，二次电压超差；当单只分压电阻器出现开路，则分压器二次输出失效，或者在开路断口处出现放电现象，造成二次输出电压大幅度的高频过冲和跌落。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种带温度监测的直流分压器，对单只分压电阻的工作温度分布进行监测，提高监测的准确性和高直流分压器的可靠性，利于搜集温度数据，有利于分析研究掌握直流分压器运行温度分布。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种带温度监测的直流分压器，所述直流分压器包括：分压电阻、均压电容、外套管、内环氧桶和换热器；所述内环氧桶的外壁上设有测温光纤；所述测温光纤将实时监测的数据传输至测温系统主机。
所述测温系统主机包括：信号处理单元、DSP处理单元、常规存储器、故障存储器、故障阈值和故障报警；
所述信号处理单元与DSP处理单元相连，所述DSP处理单元分别于常规存储器、故障存储器、故障阈值和故障报警相连；
信号处理单元将温度信号数据转换为数字信号；
DSP处理单元监测信号处理单元发送的温度数据；
若温度数据小于故障阈值，则将温度数据存储到常规存储单元中；
若温度数据大于故障阈值，则将温度数据存储到故障存储单元中，并向故障报警发送报警指令；
故障报警的报警方式包括：无线网络发送故障报警信号至网络平台和无线模块发送报警信号至移动终端。
所述外套管内设有内环氧桶，所述外套管与其内部的内环氧桶同轴布置，所述内环氧桶为密闭气室；
所述内环氧桶由内环氧桶单元构成，相邻的内环氧桶单元之间设置内风道，所述环氧通内的绝缘气体和外套管内的绝缘气体通过上散热器风道和底座风道相互流通。
内环氧桶单元通过级间均压环相连。
所述内环氧桶单元的内壁安装有分压电阻器和均压电容器，内环氧桶单元内壁安装的分压电阻器与均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
所述环氧通顶部与高压电极相连，所述环氧通底部与分压器底座相连。
所述直流分压器顶部法兰处安装有换热器，绝缘气体通过换热器像直流分压器外部散发热量。
所述外套管为特高压有机硅橡胶空心套管，套管外设置有绝缘伞裙。
所述绝缘气体为SF6气体，SF6气体的压力为0.2～0.5MPa。
所述内环氧桶单元的外壁安装有分压电阻器和均压电容器，内环氧桶单元内壁安装的分压电阻器与均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
所述内环氧桶单元的外壁安装有分压电阻器，所述内环氧桶单元的内壁安装有均压电容器，所述分压电阻器与所述均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
所述内环氧桶单元的内壁安装有分压电阻器，所述内环氧桶单元的外壁装有均压电容器，所述分压电阻器与所述均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
与最接近的现有技术比，本发明的有益效果如下：
1.采用冗余结构，利用直流分压器高压臂多级串联的结构，设计在每一级内部预埋一只光纤，提高单只电阻器或单只电容器元件开路故障发生时对故障的判断，提高直流分压器的可靠性。
2.采用多点监测温度的方法，对单只分压电阻的工作温度分布进行监测，提高监测的准确性，利于搜集温度数据，有利于分析研究掌握直流分压器运行温度分布。
3.采用测温系统主机对故障进行分析和录波，出现问题时记录波形并进行远距离传输，便于人员即使了解系统温度分布和分析故障原因。
附图说明
图1为本发明中直流分压器的装配示意图。
图2为本发明诊断系统结构组成框图。
其中：1-分压电阻；2-外套管；3-绝缘气体；4-测温光纤；5-内环氧桶；6-光纤。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，一种直流分压器温度分布监测装置，装置包括：分压电阻1、均压电容、外套管2、内环氧桶5、换热器。内环氧桶5和外套管2围成的区域为外气室，内环氧桶5围成的区域为内气室。
外套管2与内环氧桶5同轴布置，内环氧桶5将外套管2内部分为的内外两个气室，内外两个气室其上端和下端连通，形成内外两个连通的气室。两个气室内部填充SF6；在直流分压器内外气室连通的顶部法兰处安装有换热器。全部分压电阻1从上至下均匀的安装在内环氧桶5的内侧，在直流分压器正常运行时，其分压电阻1产生的热量将绝缘气体3上升，内气室下部形成低气压区。上升绝缘气体3将热量带至顶部换热器处，绝缘气体3所携带的热量经换热器传导至直流分压器外部散发。分压电阻1发热，内外气室存在温度差，在内气室和外气室的上下部位会形成气压差，绝缘气体3经外气室回到直流分压器底部的低气压区，再次携带分压电阻1产生的热量上升至直流分压器顶部，致使绝缘气体3产生上下循环，可以使直流分压器的垂直方向上的温度差减小，降低外套管2的内部上端和下端温度梯度达到均衡直流分压器内部温度梯度分布的目的。均压电容器可视为无损耗元件，可以根据外套管2内部空间与结构，安装在内环氧桶5的内侧或外侧。
在直流分压器内环氧桶5外壁对称预埋若干根测温光纤4，可以对直流分压器起到两种监测作用。一是测温光纤4可以对直流分压器内部的温度进行全方位的实时监测；二是所预埋的测温光纤4的每一处光栅都对应于在一只分压电阻1，可以根据测温光纤4测量的温度变化量，准确的监测每一只分压电阻1的工作温度分布，通过该处的温度变化量判断分压电阻1是短路、断路或接触劣化并且能进行实时预制。
如图2所示，为测温系统主机，系统包括：信号处理单元、DSP处理单元、常规存储器、故障存储器和报警单元；
采用专家分析诊断系统，对故障进行分析和录波，出现问题时记录波形并进行远距离传输，便于人员即使了解系统工作状态和分析故障原因。
①：信号处理单元为基于FPGA的信号处理单元，将温度检测单元数据进行整理并转换为数字信号；
②：DSP处理单元依据故障阈值和故障类型，监测信号处理单元发送的温度数据；
若数据小于故障阈值，则将温度数据定时存储到存储器的常规存储单元中；若数据大于故障阈值，则将温度数据定时存储到存储器的故障存储单元中，并向报警单元发送报警指令；定时存储间隔为10-360分钟。
常规存储单元即为存储直流分压器正常工作时温度信号的存储器，相对的故障存储单元为存储直流分压器故障时单独电阻温度的存储器。
③：报警单元的报警方式包括用无线网络发送故障报警信号和用无线模块发送报警短信。
需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
Claims (10)
1.一种带温度监测的直流分压器，所述直流分压器包括：分压电阻、均压电容、外套管、内环氧桶和换热器；其特征在于：所述内环氧桶与测温系统连接。
2.根据权利要求1所述的直流分压器，其特征在于：所述分压电阻和均压电容分别由所述分压电阻单元和均压电容单元串联而成的两种串联组件组成，所述两种串联组件平行于所述外套管的轴向设于所述外套管内。
3.根据权利要求1所述的直流分压器，其特征在于：垂直于所述外套管的轴向的所述环氧桶外壁设有均压环，内壁设有水平隔层；所述环氧桶的上下两端盖分别设有出气口和进气口；所述环氧桶同轴设于所述外套管内；所述外套管上端设置冷却器。
4.根据权利要求1所述的直流分压器，其特征在于：所述测温系统主机包括：信号处理单元、DSP处理单元、常规存储器、故障存储器、故障阈值和故障报警；
所述信号处理单元与DSP处理单元相连，所述DSP处理单元分别于常规存储器、故障存储器、故障阈值和故障报警相连；
信号处理单元将温度信号数据转换为数字信号；
DSP处理单元监测信号处理单元发送的温度数据；
若温度数据小于故障阈值，则将温度数据存储到常规存储单元中；
若温度数据大于故障阈值，则将温度数据存储到故障存储单元中，并向故障报警发送报警指令；
故障报警的报警方式包括：无线网络发送故障报警信号至网络平台和无线模块发送报警信号至移动终端。
5.根据权利要求1所述的直流分压器，其特征在于：所述外套管内设有内环氧桶，所述外套管与其内部的内环氧桶同轴布置，所述内环氧桶为密闭气室；
所述内环氧桶由内环氧桶单元构成，相邻的内环氧桶单元之间设置内风道，所述环氧通内的绝缘气体和外套管内的绝缘气体通过上散热器风道和底座风道相互流通；内环氧桶单元通过级间均压环相连。
6.根据权利要求5所述的直流分压器，其特征在于：所述内环氧桶单元的内壁安装有分压电阻器和均压电容器，内环氧桶单元内壁安装的分压电阻器与均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
7.根据权利要求1所述的直流分压器，其特征在于：所述环氧通顶部与高压电极相连，所述环氧通底部与分压器底座相连；
所述直流分压器顶部法兰处安装有换热器，绝缘气体通过换热器像直流分压器外部散发热量；
所述外套管为特高压有机硅橡胶空心套管，套管外设置有绝缘伞裙。
8.根据权利要求5所述的直流分压器，其特征在于：所述内环氧桶单元的外壁安装有分压电阻器和均压电容器，内环氧桶单元内壁安装的分压电阻器与均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
9.根据权利要求5所述的直流分压器，其特征在于：所述内环氧桶单元的外壁安装有分压电阻器，所述内环氧桶单元的内壁安装有均压电容器，所述分压电阻器与所述均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
10.根据权利要求5所述的直流分压器，其特征在于：所述内环氧桶单元的内壁安装有分压电阻器，所述内环氧桶单元的外壁装有均压电容器，所述分压电阻器与所述均压电容器并联，内环氧桶单元之间的分压电阻器串联。
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