一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置的制作方法

1.本发明属于电力系统领域，尤其涉及一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置。


背景技术：

2.并联电容器，shunt capacitor，原称移相电容器。主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。单相并联电容器主要由心子、外壳和出线结构等几部分组成。用金属箔(作为极板)与绝缘纸或塑料薄膜叠起来一起卷绕，由若干元件、绝缘件和紧固件经过压装而构成电容心子，并浸渍绝缘油。电容极板的引线经串、并联后引至出线瓷套管下端的出线连接片。
3.一体式并联电容器装置是并联电容器的一种，通过一定的方式连接来进行无功补偿的装置。该装置主要用于工频电力系统的无功补偿，以提高电网功率因数，减少线路损耗，充分发挥供配电的效率，改善和提高供电电压质量。
4.然而，传统并联电容器装置保护功能存在如下不足：
5.1、仅设置了单一的主保护，主保护限定于开口三角电压保护、差压保护、不平衡电流保护等其中的一种保护功能；传感器保护为辅助保护，且种类设置不足；
6.2、传感器保护信息通常不能连续采集，数据量获取比较有限，导致信号采集不全面，信号之间不能交换数据，不能结合不同传感器之间的数据规律来判断产品运行状态是否正常；
7.3、装置没有状态在线监测和故障预判和故障分析功能，限于上述1～2不足，在产品运行过程中，即使产品的运行温度、压力、气体、油位、电压、电流、油色谱、局部放电出现异常状态，通常只能通过故障出现后，其中某一个信号发出异常信号，保护装置才能反馈产品运行状态异常，不能在产品不同故障阶段提示异常状态，无法满足智能变电站所需的产品运行状态全方位实时监测、提前感知产品运行过程中故障状态，为产品故障分析提供详细数据的要求。


技术实现要素：

8.本发明的技术目的是提供一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，以解决背景技术中所提及的技术问题。
9.为解决上述问题，本发明的技术方案为：
10.一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，包括一体式并联电容器、若干传感器、信号传输器以及在线监控器；
11.若干传感器装配于一体式并联电容器的壳体上，用于采集一体式并联电容器的运行参数，得到采集信息；
12.信号传输器分别与若干传感器信号连接，用于接收采集信息并发送出去；
13.在线监控器与信号传输器连接，用于接收采集信息并进行信息处理和将信息上送
至外部综保平台。
14.具体地，一体式并联电容器包括壳体，设于壳体内的油浸式电抗器、油浸式放电线圈、集合式电容器以及设于壳体上的控制柜。
15.具体地，若干传感器包括油面温度传感器、环境温度传感器、带电部位端子运行温度传感器、压力传感器、气体传感器、油位传感器、电压传感器、电流传感器、油色谱传感器、局部放电传感器，以及若干传感器相对应的信号处理模块；
16.若干传感器用于分别采集一体式并联电容器内的不同参数并上传至相对应的信号处理模块进行信号处理，信号处理模块还用于将处理后的信号上传至信号传输器。
17.其中，油面温度传感器用于测量集合式电容器和油浸式电抗器内的油面温度；环境温度传感器用于测量一体式并联电容器的环境温度；带电部位端子运行温度传感器用于测量一体式并联电容器的出线端子运行时的温度；
18.压力传感器用于获取油浸式电抗器和集合式电容器的压力动作；
19.气体传感器用于获取油浸式电抗器的轻瓦斯及重瓦斯动作；
20.油位传感器用于获取集合式电容器和油浸式电抗器内油位动作；
21.电压传感器用于检测集合式电容器的运行电压；
22.电流传感器用于检测集合式电容器的运行电流；
23.油色谱传感器用于检测一体式并联电容器内绝缘油的色谱；
24.局部放电传感器用于检测局部放电。
25.其中，在线监控器用于接收采集信息并进行判断，判断原则不限于如下说明：
26.根据油面温度与环境温度的数据差值变化量对比，判断产品内部是否存在过热运行状态；
27.根据带电部位端子运行温度与环境温度数据差值变化量对比，判断接线端子是否处于过热运行状态；
28.根据气体传感器与油色谱传感器采集的数据信号相互对比，进一步准确判断产品内部是否存在局部过热或放电信号，同时基于局部放电传感器采集的数据判断产品内部放电位置，提前发现产品故障，并在产品出现故障后便于确定产品检修方案；
29.根据电压传感器和电流传感器采集的数据信号，判断产品在投切及运行过程中是否存在过电压及过电流等异常情况；以及判断产品开口三角电压保护、差压保护、不平衡电流保护等三者之一的功能是否需要启动；
30.若发生异常则发出报警信号至用户综保平台，以提示进行故障处理。通过上述信号上送，可以发现产品在不同的运行阶段的状态，为提早发现产品异常，避免故障扩大提供了一套可行方案。
31.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
32.本发明的一体式并联电容器装置，全封闭设计，无外露导体，可减少占地面积和运行维护；
33.通过对一体式并联电容器装置运行状态全方位实时监测，可以提前感知产品运行过程中故障状态，降低产品故障发生概率，为产品故障分析提供详细数据，提高电网无功补偿装置的可靠性。
附图说明
34.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
35.图1为本发明的一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置的结构示意图；
36.图2为本发明的一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置的结构框图。
37.附图标记说明
38.2-1：电容器油面温度传感器；2-2：电抗器油面温度传感器；2-3：环境温度传感器；2-4：带电部位端子运行温度传感器；2-5：电容器压力动作传感器；2-6：电抗器压力动作传感器；2-7：电抗器轻瓦斯及重瓦斯动作传感器；2-8：电容器装置保护状态传感器；2-9：电容器运行电压传感器；2-10：电容器运行电流传感器；2-11：电容器绝缘油油位传感器；2-12：电抗器绝缘油油位传感器；2-13：避雷器动作数据传感器；2-14：绝缘油色谱传感器；2-15：局部放电传感器；2-16：信号传输器。
具体实施方式
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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，并获得其他的实施方式。
40.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
41.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
42.实施例
43.参看图1和图2，本实施例提供一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，其包括一体式并联电容器、若干传感器、信号传输器以及在线监控器。
44.参看图1，在本实施例中，一体式并联电容器为全封闭设计，无外露导体。可将一体式并联电容器分成壳体，设于壳体内的油浸式电抗器、油浸式放电线圈、集合式电容器以及设于壳体上的控制柜。为了方便叙述，将壳体分为第一子壳体、第二子壳体和第三子壳体，第二子壳体位于底部，第一子壳体位于第二子壳体的左上方处，第三子壳体则位于第二子壳体的右上方处。图1中，集合式电容器设于壳体的底部处，油浸式电抗器则设于集合式电容器的右侧上方。
45.参看图1，在本实施例中，若干传感器装配于一体式并联电容器的壳体上，可对一体式并联电容器的各项运行参数进行采集，得到采集信息。
46.具体地，若干传感器包括：电容器油面温度传感器2-1、电抗器油面温度传感器2-2、环境温度传感器2-3、带电部位端子运行温度传感器2-4、电容器压力动作传感器2-5、电
抗器压力动作传感器2-6、电抗器轻瓦斯及重瓦斯动作传感器2-7、电容器装置保护状态传感器2-8、电容器运行电压传感器2-9、电容器运行电流传感器2-10、电容器绝缘油油位传感器2-11、电抗器绝缘油油位传感器2-12、避雷器动作数据传感器2-13、绝缘油色谱传感器2-14、局部放电传感器2-15，以及与上述传感器相对应的信号处理模块。
47.电容器油面温度传感器2-1设于第二子壳体上，用于对电容器的绝缘油油面温度进行监测。电抗器油面温度传感器2-2设于第三子壳体上，用于对电抗器的油面温度进行监测。环境温度传感器2-3设置于第三子壳体的延伸部上，对周围环境温度进行监测。带电部位端子运行温度传感器2-4设置于与第三子壳体连接的出线套管上，会对出线套管导电杆的温度进行监测。电容器压力动作传感器2-5设置于第二子壳体的顶部，用于对其中的电容器压力动作进行监测。电抗器压力动作传感器2-6则设置于第三子壳体的顶部，用于其中的电抗器压力动作进行监测。电抗器轻瓦斯及重瓦斯动作传感器2-7设置位置与电抗器压力动作传感器2-6相邻，用于对电抗器轻瓦斯及重瓦斯动作进行监测。不平衡保护电压或电容器装置保护状态传感器2-8设于第三子壳体上，用于对电容器装置保护以及状态监测。电容器运行电压传感器2-9设置于出线套管处，对电容器运行电压进行监测。电容器运行电流传感器2-10同样安设于出线套管处，对电容器运行进行电流监测。电容器绝缘油油位传感器2-11安装于第一子壳体上，会对电容器周围的绝缘油油位进行监测。电抗器绝缘油油位传感器2-12安装于第三子壳体上，对电抗器周围的绝缘油油位进行监测。还装有避雷器动作数据传感器2-13于第三子壳体横向延申部的避雷器上，对避雷器的动作数据进行在线监测。绝缘油色谱传感器2-14安装于第二子壳体的侧边，对其中绝缘油色谱进行在线监测。局部放电传感器2-15安装于第二子壳体上，用于对局部放电进行监测。
48.参看图1和图2，上述各传感器可以将不同参数上传至相对应的信号处理模块进行信号处理，信号处理模块还可以将处理后的信号上传至信号传输器2-16，信号传输器2-16能够对数据进行传输。在线监控器通过传感器及信号传输器2-16采集一体式并联电容器装置运行过程中的状态信息，并对采集的状态信息进行分析处理上送至外部的综保平台。分析判断如下根据油面温度与环境温度的数据差值变化量对比，判断本实施例内部是否存在过热运行状态。根据带电部位端子运行温度与环境温度数据的差值变化量对比，判断接线端子是否处于过热运行状态。
49.根据电抗器轻瓦斯及重瓦斯动作传感器2-7与绝缘油色谱传感器2-14采集的数据信号相互对比，进一步准确判断本实施例内部是否存在局部过热或放电信号，同时基于局部放电传感器2-15采集的数据判断本实施例内部放电位置，提前发现本实施例故障，并在本实施例出现故障后更为便利地确定本实施例检修方案。
50.根据电容器运行电压传感器2-9和电容器运行电流传感器2-10采集的数据信号1，判断本实施例在投切及运行过程中是否存在过电压及过电流等异常情况。通过采集的数据信号2，判断本实施例开口三角电压保护、差压保护、不平衡电流保护等三者之一的功能是否需要启动。
51.具体地，数据信号1指：本实施例运行时，采集的第一组电压和电流值，该值用于与系统预设的电压电流值以及进行对比，当低于或高于设定值时，可以判断产品处于异常运行状态。
52.数据信号2指：本实施例运行时，采集的第二组电压和电流值，该值用于与系统预
设的开口三角电压保护、差压保护、不平衡电流保护等三者之一的保护值进行对比，当高于设定值时，可以判断产品处于异常运行状态。
53.若发生异常则发出报警信号至用户综保平台，以提示进行故障处理。通过对上述信号地上送，可以获取本实施例在不同的运行阶段的状态，从而能够提早发现异常，在故障扩大前提供了一套可行方案。
54.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，其特征在于，包括一体式并联电容器、若干传感器、信号传输器以及在线监控器；若干所述传感器装配于所述一体式并联电容器的壳体上，用于采集所述一体式并联电容器的运行参数，得到采集信息；所述信号传输器分别与若干所述传感器信号连接，用于接收所述采集信息并发送出去；所述在线监控器与所述信号传输器连接，用于接收所述采集信息并进行信息处理和将信息上送至外部综保平台。2.根据权利要求1所述的具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，其特征在于，所述一体式并联电容器包括壳体，设于所述壳体内的油浸式电抗器、油浸式放电线圈、集合式电容器以及设于所述壳体上的控制柜。3.根据权利要求2所述的具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，其特征在于，若干所述传感器包括油面温度传感器、环境温度传感器、带电部位端子运行温度传感器、压力传感器、气体传感器、油位传感器、电压传感器、电流传感器、油色谱传感器、局部放电传感器，以及若干所述传感器相对应的信号处理模块；若干所述传感器用于分别采集所述一体式并联电容器内的不同参数并上传至相对应的所述信号处理模块进行信号处理，所述信号处理模块还用于将处理后的信号上传至所述信号传输器。4.根据权利要求3所述的具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，其特征在于，所述油面温度传感器用于测量所述集合式电容器和所述油浸式电抗器内的油面温度；所述环境温度传感器用于测量所述一体式并联电容器的环境温度；所述带电部位端子运行温度传感器用于测量所述一体式并联电容器的出线端子运行时的温度；所述压力传感器用于获取所述油浸式电抗器和所述集合式电容器的压力动作；所述气体传感器用于获取所述油浸式电抗器的轻瓦斯及重瓦斯动作；所述油位传感器用于测量所述集合式电容器和所述油浸式电抗器内油位状态是否正常；所述电压传感器用于检测所述集合式电容器的运行电压；所述电流传感器用于检测所述集合式电容器的运行电流；所述油色谱传感器用于检测所述一体式并联电容器内绝缘油的色谱；所述局部放电传感器用于检测局部放电。5.根据权利要求4所述的具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，其特征在于，所述在线监控器用于接收所述采集信息并进行判断，判断原则如下：根据油面温度与环境温度的数据差值变化量对比，判断所述一体式并联电容器装置内部是否存在过热运行状态；根据带电部位端子运行温度与环境温度的数据差值变化量对比，判断接线端子是否处于过热运行状态；根据所述气体传感器与所述油色谱传感器采集的数据信号相互对比，进一步准确判断所述一体式并联电容器装置内部是否存在局部过热或放电信号，同时基于所述局部放电传感器采集的数据判断所述一体式并联电容器装置内部放电位置；
根据所述电压传感器和所述电流传感器采集的数据信号，判断所述一体式并联电容器装置在投切及运行过程中是否存在过电压及过电流或低电压及低电流等异常情况；以及判断所述一体式并联电容器装置开口三角电压保护、差压保护、不平衡电流保护等三者之一的功能是否需要启动；若发生异常则发出报警信号至用户综保平台，以提示进行关注或故障处理。

技术总结
本发明公开了一种具有在线监测智能的一体式并联电容器装置，包括一体式并联电容器、若干传感器、信号传输器以及在线监控器。若干传感器装配于一体式并联电容器的壳体上，采集一体式并联电容器的运行参数，得到采集信息。信号传输器分别与若干传感器信号连接，接收采集信息并发送出去。在线监控器与信号传输器连接，接收采集信息并进行信息处理和将信息上送至外部综保平台。本发明的一体式并联电容器装置，全封闭设计，无外露导体，可减少占地面积和运行维护。通过对一体式并联电容器装置运行状态全方位实时监测，可以提前感知产品运行过程中故障状态，降低产品故障发生概率，为产品故障分析提供详细数据，提高电网无功补偿装置的可靠性。可靠性。可靠性。


技术研发人员：邓俊杰 陆居志 陆杰频 熊黄海 龚蛟鹏 那若琳 戚振飞
受保护的技术使用者：上海思源电力电容器有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/3/8