CN202586280U - 智能型高压并联电容器及高压自动无功补偿装置 - Google Patents

智能型高压并联电容器及高压自动无功补偿装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种智能型高压并联电容器及高压自动无功补偿装置。一种智能型高压并联电容器，所述高压并联电容器内设置温度传感器，温度传感器固定在高压并联电容器的外壳上。一种高压自动无功补偿装置，其特征在于，包括高压并联电容器、微机保护测量单元和控制器，高压并联电容器连接微机保护测量单元，微机保护测量单元与控制器连接，所述高压并联电容器内设置温度传感器，温度传感器固定在高压并联电容器的外壳上，温度传感器将测量的温度数据传输到微机保护测量单元，微机保护测量单元根据温度数据发出控制命令到控制器。

Description

智能型高压并联电容器及高压自动无功补偿装置
技术领域
本实用新型涉及一种智能型高压并联电容器及高压自动无功补偿装置。 
背景技术
理想的电容器是不应发热的，但实际运行中，由于其内部损耗上升，电容器还是会出现发热的情况，电容器出现发热通常说明绝缘已开始劣化，而长期发热会引起内部击穿、鼓肚等故障。具体来说，电容器升温的高低与电介质特性、产品容量和散热面积等因素有关，而电容器内部升温对电容器本身的影响涉及到几点，首先高温对薄膜的机械强度影响不大，但薄膜在浸渍剂中的溶解度和膨润度会随温度上升而增加，但达到饱和后就不再增加。其次电容器的局部放电起始电压和长时间的耐受电压强度在70～80℃时会达到最高。最后温度过高会加剧电化学反应腐蚀绝缘。因此，有文献表明：电容器寿命与温度大体表现为“八度原则”，即正常运行的最高温度为70℃，电容器内部最热温度每升高8℃，则电容器的寿命就缩短为原寿命的一半，由此可见温度对电容器的重要性。 
引起电容器发热的原因有许多，常见的有： 
1)电容器质量不好，绝缘下降，泄漏增加，这是许多电容器的通病； 
2)电容器过电压、过电流下长期运行； 
3)电容器过载运行，特别是长期瞬间过载； 
4)电网中存在大量非线性负荷，有许多高次谐波成分，而做产品时忽略了； 
5)电容器室散热不好； 
6)接头发热等 
另一方面，电容器运行中有时会出现“鼓肚”现象，一般是由于在电力电容器制造过程中，真空没有处理好，未能除尽内部气体。当电压升高时。会发生内部放电，将个别元件击穿，这时产生的电弧会使油分解出气体。同时引起绝缘材料的分解，并产生气体，使密封的电容器油箱内部的压力增大，从而造成油箱“鼓肚”。 
除上述情况外，当电容器运行中的温升过高，或是电压波形不正常时，也容易引起电容器的“鼓肚”现象，应立即停止使用，否则就可能引起电容器爆炸。 
而目前我国的高压并联电容器没有相关的温度监测功能，只是简单对电容器的放电保护(电阻实现)和过流保护(内熔丝实现，选配)，普遍存在重视度不足，保护措施不完善，也不精确。 
然而随着国民经济的快速发展，用电设备的增加、电网的复杂化、电网内敏感设备对供 电质量的要求以及国家建设智能高效电网的目标，需要在设备出现故障时及时发现并排除故障，以减少事故扩大造成的经济损失。 
实用新型内容
为了克服现有高压并联电容器监测保护手段缺乏带来的问题，本实用新型首先提供一种智能型高压并联电容器，具有自动监测高压并联电容器的温度从而可以在出现故障前采取相应措施保护电容器，保障了电网设备的安全可靠运行。 
本实用新型的技术方案为：一种智能型高压并联电容器，所述高压并联电容器内设置了温度传感器，温度传感器固定在高压并联电容器的外壳上。温度传感器可以测量高压并联电容器内的温度变化。高压并联电容器的其他结构为现有技术。 
所述智能型高压并联电容器内还设置有压力传感器，压力传感器固定在高压并联电容器的外壳上。压力传感器是一种将压力变量转换为可传送的标准化输出信号的计量器具。 
所述温度传感器为铠装热电阻温度传感器。 
所述温度传感器通过螺纹固定在高压并联电容器的外壳上。 
所述压力传感器通过螺纹固定在高压并联电容器的外壳上。 
本实用新型还提供一种高压自动无功补偿装置，包括高压并联电容器、微机保护测量单元和控制器，高压并联电容器连接微机保护测量单元，微机保护测量单元与控制器连接，所述高压并联电容器内设置温度传感器，温度传感器固定在高压并联电容器的外壳上，温度传感器将测量的温度数据传输到微机保护测量单元，微机保护测量单元根据温度数据发出控制命令到控制器。 
所述微机保护测量单元包括处理温度数据的测温芯片。 
所述高压并联电容器内设置压力传感器，压力传感器固定在高压并联电容器的外壳上。 
所述微机保护测量单元包括处理压力数据的压力芯片。 
温度传感器可以随时监测高压并联电容器内的温度变化，从而可以根据该温度变化采取相应的保护措施。 
同时，压力传感器可以监测高压并联电容器内的压力变化，从而可以在电容器内部压力增大时及时采取措施保证电容器的安全运行。 
本实用新型的高压自动无功补偿装置通过高压并联电容器中的温度传感器和微机保护测量单元实现了对电容器温度的监测和保护控制。通过压力传感器实现了电容器内压力的监测和保护控制，当出现压力过大时，可以使该电容器退出运行，保证的电网的安全运行。 
附图说明
图1是本实用新型的智能型高压并联电容器的结构示意图。 
图2是本实用新型的高压自动无功补偿装置的结构示意图。 
具体实施方式
一般高压并联电容器为油浸式，主要由电容元件2并联而成，还包括绝缘件、连接件、出线套管1和外壳5，电容元件2、绝缘件、连接件设置在外壳5内，出线套管1设置在外壳5上，而本实用新型的智能型高压并联电容器100如图1所示，除上述结构外，在电容器内还设置了温度传感器3和压力传感器4，温度传感器3和压力传感器4通过螺纹固定在外壳5上。电容元件2是电容器的基本电容单元，由4张或6张聚丙烯薄膜与2张铝箔相互重叠配置后绕卷、压扁而成，铝箔采取凸出折边结构，智能型高压并联电容器采用2mm的不锈钢板制成的矩形外壳5，其机械强度高，易于焊接、密封和散热，外壳5内部的填充系数高，易于焊接、密封和散热。在电容器内部的各个电容元件2之间、串联段之间和芯子与外壳5之间通常都设有由电缆纸、绝缘纸板制成的绝缘件，使相互间的绝缘达到要求的绝缘水平，并使电容元件2间的相互位置得到固定及元件具有预定的占空系数。 
根据需要电容器内部还可以设置放电电阻和熔丝。 
温度传感器3为铠装热电阻温度传感器，是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2-φ8mm，最小可达φmm。它具有下列优点：体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；机械性能好、耐振，抗冲击；能弯曲，便于安装；使用寿命长。 
压力传感器4是一种将压力变量转换为可传送的标准化输出信号的计量器具，而且其输出信号与压力变量之间有一给定的连续函数关系(通常为线性函数)。采用差压测量方式(即两个压力之间的差值)获得压力测量值。 
本实用新型的高压自动无功补偿装置的结构如下： 
智能型高压并联电容器100与永磁真空断路器6、电抗器7、电流互感器8、放电线圈9、控制器10及微机保护测量单元11等组成高压自动无功补偿装置。永磁真空断路器6用于电容器组的投切；高压并联电容器提供容性无功功率；电抗器7用于抑制合闸涌流及谐波；电流互感器8用于保护及显示采样；放电线圈9用于电容器组的放电；控制器10用于自动控制电容器的投切；微机保护测量单元11用于电容器组的保护。如图2所示。智能型高压并联电容器100与微机保护测量单元11连接，微机保护测量单元11通过485通信与控制器10连接。 
智能型高压并联电容器内部设置的温度传感器3将测量的电容器内部温度信号转换成20mA电流信号传输到微机保护测量单元11中的测温芯片AD7416上，其将设定值与实测值进行对比，根据对比结果作出逻辑判断，再由微机保护测量单元中的CPLD执行相应的动作逻辑。高于设定温度上限值，则控制器10启动风冷系统。 
压力传感器4将测量的压力信号转换成20mA电流信号传输到微机保护测量单元11中的 压力芯片AD82815上，其将设定值与实测值进行对比，根据对比结果作出逻辑判断，再由微机保护测量单元中的复杂可编程逻辑器件(CPLD)执行相应的动作逻辑。然后由控制器10实现相应的动作报警或将永磁真空断路器断开，电容器组退出运行。 

Claims (9)

1.一种智能型高压并联电容器，其特征在于，所述高压并联电容器内设置温度传感器，温度传感器固定在高压并联电容器的外壳上。
2.根据权利要求1所述的智能型高压并联电容器，其特征在于，所述智能型高压并联电容器内设置压力传感器，压力传感器固定在高压并联电容器的外壳上。
3.根据权利要求1所述的智能型高压并联电容器，其特征在于，所述温度传感器为铠装热电阻温度传感器。
4.根据权利要求1所述的智能型高压并联电容器，其特征在于，所述温度传感器通过螺纹固定在高压并联电容器的外壳上。
5.根据权利要求2所述的智能型高压并联电容器，其特征在于，所述压力传感器通过螺纹固定在高压并联电容器的外壳上。
6.一种高压自动无功补偿装置，其特征在于，包括高压并联电容器、微机保护测量单元和控制器，高压并联电容器连接微机保护测量单元，微机保护测量单元与控制器连接，所述高压并联电容器内设置温度传感器，温度传感器固定在高压并联电容器的外壳上，温度传感器将测量的温度数据传输到微机保护测量单元，微机保护测量单元根据温度数据发出控制命令到控制器。
7.根据权利要求6所述的高压自动无功补偿装置，其特征在于，所述微机保护测量单元包括处理温度数据的测温芯片。
8.根据权利要求6所述的高压自动无功补偿装置，其特征在于，所述高压并联电容器内设置压力传感器，压力传感器固定在高压并联电容器的外壳上。
9.根据权利要求8所述的高压自动无功补偿装置，其特征在于，所述微机保护测量单元包括处理压力数据的压力芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105353792A (zh) * 2015-12-07 2016-02-24 安徽巨森电器有限公司 一种具有电容器温度检测及保护功能的无功补偿装置
CN110071511A (zh) * 2019-05-09 2019-07-30 浙江朗松智能电力设备有限公司 一种无功补偿控制装置及电容投切方法
CN113708647A (zh) * 2021-08-30 2021-11-26 西安铁路职业技术学院 大中型设备变频-工频组合驱动系统

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