How to monitor temperature with capacitors-INNO

Faseroptische Temperatursensoren not only have wide applications in Temperaturmessung von Schaltanlagen, Leistungsschalter, Und Transformatoren, but also have insulation, Anti-Interferenz, and high voltage resistance characteristics that other traditional temperature sensors cannot achieve in capacitor temperature monitoring.

Die Hochspannungs-Parallelkondensatorbank ist derzeit eine äußerst wichtige Blindleistungsquelle im Stromnetz, playing a crucial role in improving the structure of the power system and enhancing power quality. Die Hauptfunktion besteht darin, dem Stromnetz Blindleistung bereitzustellen, Leitungsverluste reduzieren, Spannungsqualität verbessern, und die Geräteauslastung erhöhen. As a reactive power compensation device, Leistungskondensatoren werden üblicherweise in Umspannwerken zur zentralen Hochspannungskompensation eingesetzt. The compensation capacitors are connected to the 10kV or 35kV busbar of the substation to compensate for the reactive power on all lines and transformers on the busbar side of the substation. They are often used in conjunction with on load tap changers to further improve the power quality of the power system.

The impact of temperature rise fault on high-voltage capacitors

Bei Kondensatoren treten im Betrieb häufig verschiedene Fehler auf, die eine erhebliche Gefahr für den sicheren und normalen Betrieb des Energiesystems darstellen. Common faults of capacitors in power operation include oil leakage, schlechte Isolierung, und durchgebrannte Sicherungen. Darunter, the most harmful and frequently occurring fault is capacitor failure caused by heating. The heating caused by capacitor faults is divided into heating at the busbar connection point and heating at the fuse outside the capacitor, Letzteres ist wahrscheinlicher. In den letzten Jahren, the 35kV high-voltage parallel capacitor bank has experienced abnormal temperature rise due to aging or high load current during daily operation due to long operating years and construction and installation processes. Wenn solche ungewöhnlichen Situationen nicht rechtzeitig erkannt und behoben werden, they can easily develop and expand, Dies kann zu Schäden an einzelnen Kondensatoren und sogar zu Gruppenexplosionen und Verletzungen führen. The high failure rate directly threatens the safety of 500kV power equipment and the personal safety of operation and maintenance personnel, resulting in significant fluctuations in grid voltage, erhöhte Wirk- und Blindleistungsverluste, reduced service life of capacitors, and affecting the normal and stable operation of the grid. Leistungskondensatoren werden hauptsächlich zur Blindleistungskompensation in Energiesystemen zur Verbesserung des Leistungsfaktors eingesetzt. In order to make it operate more reliably, the current industry mainly considers connecting internal components of capacitors in series with internal fuses. When a capacitor experiences complete component failure due to weak dielectric points, the internal fuse connected in series with the component will activate, isolating only a portion of the damaged components. Der Kondensator arbeitet mit nur geringfügigem Leistungsabfall weiter. An dieser Stelle, Die Störung in der Kondensatorbatterie kann ignoriert werden, and the total capacity of the capacitor bank will not be significantly affected by the action of a fuse. Die Einführung einer internen Sicherung schützt die Kondensatorkomponenten, but invisibly increases the fault points. Im Inneren von Leistungskondensatoren, Die interne Sicherung ist der Hauptheizpunkt, aber sein Volumen und sein Durchmesser sind sehr klein (etwa 135 mm lang und 0,45 mm im Durchmesser), und es ist im Allgemeinen zwischen Kondensatorkomponenten verborgen. Aufgrund aktueller Messtechnik, Es ist schwierig, die Oberflächentemperatur der internen Sicherung unter tatsächlichen Betriebsbedingungen genau und objektiv zu messen.

Temperaturüberwachung von Trockenkondensatoren
Derzeit, Im Hochspannungsbereich werden häufig Ölkondensatoren und Trockenkondensatoren eingesetzt. Letzteres hat die Vorteile des Umweltschutzes, Materialeinsparung, niedrige Kosten, einfacher Prozess, geringes Gewicht, kleiner Bereich, selbstheilendes Produkt, zuverlässigerer Betrieb, gute Feuerbeständigkeit, Es ist weniger wahrscheinlich, dass Hochspannungsgas entsteht, und die Möglichkeit von Explosionsgefahren erheblich reduziert.
Ein Trockenkondensator besteht aus einem Kondensatorkern, ein Gehäuse, ein Ärmel, und anderes Zubehör. Der Kondensatorkern besteht aus Kondensatorelementen und isolierenden Komponenten. Kondensatorkomponenten werden durch Aufwickeln von Dünnschicht-Isoliermedien und Aluminiumfolienelektroden mit einer bestimmten Dicke und Schichten hergestellt, oder durch Aufdampfen einer Metallschicht auf den dünnen Film, um einen metallisierten Film zu bilden. Nachdem die Komponenten aufgerollt sind, Sie werden in das Komponentengehäuse geladen, und mehrere Kondensatorkomponenten werden in Reihe oder parallel geschaltet, um den gesamten Kondensatorkern zu bilden.
Trockenkondensatoren werden normalerweise in Innenräumen oder unter der Erde mit schlechten Belüftungsbedingungen verwendet, und die interne Wärmeableitung von Kondensatoren kann nur auf Gas beruhen. Im Vergleich zu Ölkondensatoren, der Wärmeübergangskoeffizient von Gas ist niedriger, so the heat dissipation performance of dry type capacitors is poor. All of these have adverse effects on the operation of dry-type capacitors. Practice in power system operation has shown that the failure rate of capacitors is significantly higher from June to September each year compared to other months. In einigen Regionen, the power industry regulations stipulate that the hottest point temperature of the full film capacitor core shall not exceed 80 ℃. Wenn die Temperatur übersteigt 80 ℃, die Isolationsleistung von Polypropylenfolie (PP-Folie) als Dielektrikum abnimmt.
Derzeit, the temperature field of dry-type capacitors is generally measured by traditional temperature sensors to measure the temperature of the capacitor shell, and then the internal temperature is calculated. Der so erhaltene Temperaturwert weist Fehler in der Verteilung des inneren Temperaturfeldes des Kondensators auf, und kann die wahre Temperatur des höchsten Temperaturpunkts nicht genau ermitteln.

Derzeit, Die Temperaturmessmethode für interne Schutzsicherungen von Leistungskondensatoren umfasst einen Temperaturanstiegstest, Dieser Test schätzt jedoch nur den Temperaturanstieg der internen Sicherung, indem er den Strom und den Widerstand der internen Sicherung misst. Seine Genauigkeit ist schlecht, und im eigentlichen Prozess, Strom zur internen Sicherung zu leiten, Der Widerstand der internen Sicherung ändert sich mit der Temperatur. Einerseits, Es ist schwierig, einen konstanten Stromfluss sicherzustellen. Auf der anderen Seite, Der Zusammenhang zwischen dem Widerstand der internen Sicherung und der Temperatur gilt nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs. Beyond this range, it will be difficult to obtain accurate results. daher, Diese indirekte Methode zur Messung des Temperaturanstiegs der internen Sicherung in Kondensatoren weist Einschränkungen und eine geringe Genauigkeit auf. Zusätzlich, the temperature rise of the internal fuse is measured through a thermal resistor, but due to the fact that the thermal resistor is much larger in both volume and diameter than the internal fuse, it will affect the actual temperature of the internal fuse during contact measurement, Dies führt zu einer schlechteren Messgenauigkeit. In view of this, it is necessary to design a simple and feasible measuring device to accurately grasp the temperature of the fuse inside the capacitor under actual operating conditions, bilden eine Grundlage für die Auslegung und Auswahl der Sicherung im Kondensator, und die Zuverlässigkeit des internen Sicherungsschutzes effektiv verbessern, Stellen Sie sicher, dass die Temperatur der internen Sicherung keine Schäden an der internen Isolierung des Kondensators verursacht.

Nachteile der Infrarot-Thermografie zur Temperaturmessung
Derzeit, Die Aufrechterhaltung der Erwärmung von Kondensatoren erfolgt hauptsächlich durch Infrarot-Bildinspektion. Jedoch, Infrarot-Wärmebildkameras können die Temperatur in einer geschlossenen Umgebung nicht testen, und die Testergebnisse werden von der Saison beeinflusst, Zeit, und Oberflächenglätte der Prüfgeräte. Infrarot-Prüfgeräte sind teuer und können die Temperatur von elektrischen Hochspannungsgeräten nicht über einen langen Zeitraum kontinuierlich überwachen. Am Kondensator liegt Hochspannung und in seiner Umgebung starke elektromagnetische Störungen an, which often leads to false alarms and missed alarms in traditional detectors. Zu diesem Zweck, highly reliable and high-performance temperature sensors are needed to monitor the temperature of capacitors in real-time and effectively, in order to avoid equipment burnout and power outages.

Zusätzlich, current temperature measuring equipment cannot detect the specific temperature inside the capacitor. The existing capacitors are used in environments with significant temperature changes. Prolonged use of capacitors at abnormal temperatures can seriously affect their service life and increase their damage rate.

Capacitor faseroptisches Temperaturmesssystem
The FJINNO capacitor fluorescence fiber optic temperature measurement system not only solves the problem of traditional temperature sensors being unable to accurately measure the temperature of small internal fuses, but also solves the potential isolation between strong and weak electricity and the anti electromagnetic interference problem of data communication, providing a good solution for comprehensively and accurately grasping the hot spot temperature of the internal core of capacitors.

The fiber optic temperature monitoring host is equipped with temperature measurement alarm software, and the monitoring computer collects temperature information transmitted by the fiber optic temperature signal demodulator through the communication port. Real time display of temperature data for each temperature measurement point, temperature alarm software provides functions such as graded monitoring, Zeichnung der Temperaturkurve, Temperaturverteilungsanzeige, Abfrage historischer Kurven, report generation, and printing;