電容器測(cè)溫
光纖溫度傳感器不僅可以在開關(guān)柜測(cè)溫、斷路器測(cè)溫、變壓器測(cè)溫領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,還在電容器溫度監(jiān)測(cè)可以有其他傳統(tǒng)溫度傳感器沒辦法做到的絕緣、抗干擾、耐高壓等特點(diǎn)。
高壓并聯(lián)電容器組裝置是目前電力系統(tǒng)中極為重要的無功電源,對(duì)于改善電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高電能質(zhì)量起著舉足輕重的作用。主要作用是為電力系統(tǒng)提供無功功率、較少線路損耗、改善電壓質(zhì)量、提高設(shè)備利用率。電力電容器作為一種無功補(bǔ)償設(shè)備,變電站通常采用高壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞?,將補(bǔ)償電容器接在變電站 10kV 或 35kV 母線上,補(bǔ)償變電站母線側(cè)所有線路及變壓器上的無功功率,使用中往往與有載調(diào)壓變壓器配合,可進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
高壓電容器的溫度升高故障影響
電容器在運(yùn)行中常常會(huì)出現(xiàn)各種故障,這些故障對(duì)電力系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行帶來了非常大的威脅。電容器在電力運(yùn)行中比較常見的故障有漏油、絕緣不良、熔斷器燒毀,其中危害最大且經(jīng)常出現(xiàn)的故障是發(fā)熱引起的電容器故障。發(fā)熱引起的電容器故障的發(fā)熱又分為母排連接點(diǎn)發(fā)熱和電容器外面的熔斷器發(fā)熱,其中又以后者出現(xiàn)可能性更大。近年來,35kV 高壓并聯(lián)電容器組在日常運(yùn)行中,設(shè)備因運(yùn)行年限長和施工安裝工藝影響,會(huì)出現(xiàn)因老化或負(fù)載電流大而出現(xiàn)溫度異常升高,若這類異常情況不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,容易發(fā)展擴(kuò)大,導(dǎo)致電容器單體損壞、甚至群爆群傷的現(xiàn)象,故障率偏高,直接威脅到500kV 電力設(shè)備的安全及運(yùn)維人員的人身安全,導(dǎo)致電網(wǎng)電壓明顯波動(dòng),有功、無功損耗增加,電容器使用壽命降低,影響電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。電力電容器主要用于電力系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償,提高功率因數(shù)。為了使其能夠更加可靠地運(yùn)行,目前行業(yè)內(nèi)主要考慮在電容器內(nèi)部元件串聯(lián)內(nèi)熔絲。電容器由于介質(zhì)弱點(diǎn)引起元件完全失效時(shí),與元件串聯(lián)的內(nèi)熔絲動(dòng)作,這樣只有一部分損壞元件被隔離,電容器將繼續(xù)運(yùn)行,只有輕微的功率減少。此時(shí)電容器組中的擾動(dòng)是可以忽略的,電容器組的總?cè)萘坎粫?huì)由于一根熔絲的動(dòng)作而受到明顯影響,內(nèi)熔絲的引入使電容器元件受到了保護(hù),但無形中增加了故障點(diǎn)。在電力電容器內(nèi)部,內(nèi)熔絲是主要的發(fā)熱點(diǎn),但是內(nèi)熔絲體積和直徑很小 ( 長度135mm 左右,直徑 0.45mm 左右 ),且一般隱藏于電容器元件之間,受限于目前的測(cè)量技術(shù),很難真實(shí)客觀地測(cè)出內(nèi)熔絲在實(shí)際運(yùn)行條件下表面溫度。
干式電容器溫度監(jiān)控
目前高壓領(lǐng)域一般普遍使用的的油浸式電容器和干式電容器,后者具有環(huán)保、省材、低成本、工藝簡(jiǎn)單、重量輕面積小、產(chǎn)品具有自愈性、運(yùn)行更加可靠、防火性能好、不易產(chǎn)生高壓氣體、產(chǎn)生爆炸性危害的可能性大大降低的優(yōu)點(diǎn)。
干式電容器由電容器芯子、外殼、套管和其他附件組成。電容器芯子由電容器元件和絕緣件組成。電容器元件由一定厚度和層數(shù)的薄膜絕緣介質(zhì)和鋁箔電極卷繞制成,也有在薄膜上蒸鍍一層金屬組成金屬化膜,元件卷好后裝入元件外殼內(nèi),將若干個(gè)電容器元件串、并聯(lián)起來形成整個(gè)電容器芯子。
干式電容器通常在室內(nèi)或地下使用,通風(fēng)條件差,而電容器內(nèi)部只能依靠氣體散熱,與油浸式電容器比,氣體的換熱系數(shù)較低,因此干式電容器的散熱性能較差。這些都對(duì)干式電容器的運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐表明,電容器的故障率每年 6-9月份明顯高于其他月份。有的地區(qū)電力行業(yè)規(guī)定 :全膜電容器芯子最熱點(diǎn)溫度不得高于80℃。溫度超過 80℃時(shí),作為電介質(zhì)的聚丙烯薄膜 (pp 膜 ) 絕緣性能會(huì)有所下降。
目前,干式電容器溫度場(chǎng)一般用傳統(tǒng)的溫度傳感器測(cè)量電容器外殼的溫度,再計(jì)算內(nèi)部溫度,這樣得到的溫度值與電容器內(nèi)部溫度場(chǎng)的分布狀況有誤差,不能準(zhǔn)確獲得溫度最高點(diǎn)的真實(shí)溫度。
目前針對(duì)電力電容器內(nèi)部保護(hù)用熔絲溫度測(cè)量方法包括溫升試驗(yàn),但該試驗(yàn)僅通過測(cè)量內(nèi)熔絲電流及電阻以估算內(nèi)熔絲溫升,其準(zhǔn)確性較差,且在實(shí)際給內(nèi)熔絲通流過程中,內(nèi)熔絲的電阻會(huì)隨其溫度的變化而變化,一方面難以保證其通流恒定,另一方面,內(nèi)熔絲電阻與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系只適用于一定溫度范圍之內(nèi),超過該范圍將難以得出準(zhǔn)確結(jié)果,故這種間接測(cè)量電容器內(nèi)熔絲溫升的方法具有局限性,且準(zhǔn)確度不高。另外,通過熱電阻對(duì)內(nèi)熔絲溫升進(jìn)行測(cè)量,但由于熱電阻無論是在體積還是在直徑上均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)熔絲,其在接觸測(cè)量內(nèi)熔絲溫度過程中將對(duì)內(nèi)熔絲實(shí)際溫度造成影響,測(cè)量準(zhǔn)確性更差。鑒于此,有必要設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單可行的測(cè)量裝置,以便準(zhǔn)確掌握電容器內(nèi)熔絲在實(shí)際運(yùn)行條件下的溫度,為電容器內(nèi)熔絲的設(shè)計(jì)選型提供依據(jù),并有效提高內(nèi)熔絲保護(hù)動(dòng)作可靠性,確保內(nèi)熔絲溫度不會(huì)對(duì)電容器內(nèi)部絕緣造成損傷。
紅外熱成像儀測(cè)溫的缺點(diǎn)
目前對(duì)電容器的發(fā)熱檢修主要通過紅外成像儀巡檢,但紅外熱像不能測(cè)試封閉環(huán)境內(nèi)的溫度,及測(cè)試結(jié)果受季節(jié)、時(shí)辰和測(cè)試設(shè)備表面光潔度的影響,紅外測(cè)試設(shè)備昂貴,且不能長時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)高壓電氣設(shè)備的溫度。在電容器上有著高壓,周圍有很強(qiáng)的電磁干擾,導(dǎo)致傳統(tǒng)的探測(cè)器誤報(bào)、漏報(bào)的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。為此,需要高可靠、高性能的溫度傳感器對(duì)電容器的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)有效監(jiān)測(cè),避免設(shè)備燒毀及停電事故發(fā)生。
另外目前測(cè)溫設(shè)備并不能檢測(cè)電容器內(nèi)具體方位溫度?,F(xiàn)有的電容器使用環(huán)境溫度變化較大,在異常溫度下長時(shí)間使用電容器,會(huì)嚴(yán)重影響電容器的使用壽命,增加電容器的損壞率。
電容器光纖測(cè)溫系統(tǒng)
華光天銳電容器熒光光纖測(cè)溫系統(tǒng)既解決了傳統(tǒng)溫度傳感器無法對(duì)細(xì)小內(nèi)熔絲進(jìn)行精確溫度測(cè)量的問題,又解決了強(qiáng)電與弱電的電位隔離以及數(shù)據(jù)通信的抗電磁干擾問題,為全面精確掌握電容器內(nèi)部芯子熱點(diǎn)溫度提供了很好的解決方案 。
光纖測(cè)溫監(jiān)控主機(jī)中安裝有測(cè)溫報(bào)警軟件,監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過通信口采集光纖溫度信號(hào)解調(diào)儀傳輸?shù)臏囟刃畔?。?shí)時(shí)顯示各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù),測(cè)溫報(bào)警軟件提供分級(jí)監(jiān)測(cè)、溫度曲線繪制、溫度分布顯示、歷史曲線查詢、報(bào)表生成和打印等功能 ;