Cách theo dõi nhiệt độ bằng tụ điện-INNO

Cảm biến nhiệt độ sợi quang not only have wide applications in đo nhiệt độ của thiết bị đóng cắt, bộ ngắt mạch, Và máy biến áp, but also have insulation, chống nhiễu, and high voltage resistance characteristics that other traditional temperature sensors cannot achieve in capacitor temperature monitoring.

The high-voltage parallel capacitor bank device is currently an extremely important reactive power source in the power system, playing a crucial role in improving the structure of the power system and enhancing power quality. The main function is to provide reactive power to the power system, reduce line losses, improve voltage quality, and increase equipment utilization. As a reactive power compensation device, power capacitors are usually used in substations through high-voltage centralized compensation. 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

Capacitors often encounter various faults during operation, gây ra mối đe dọa đáng kể đến hoạt động an toàn và bình thường của hệ thống điện.. Common faults of capacitors in power operation include oil leakage, cách nhiệt kém, và cầu chì bị cháy. Trong số đó, 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, với trường hợp sau có nhiều khả năng xảy ra hơn. Trong những năm gần đây, dãy tụ điện song song cao áp 35kV gặp hiện tượng tăng nhiệt độ bất thường do lão hóa hoặc dòng điện phụ tải cao trong quá trình vận hành hàng ngày do thời gian vận hành và quá trình xây dựng, lắp đặt kéo dài. Nếu những tình trạng bất thường đó không được phát hiện và xử lý kịp thời, họ có thể dễ dàng phát triển và mở rộng, dẫn đến hư hỏng từng tụ điện và thậm chí gây nổ và thương tích nhóm. Tỷ lệ hỏng hóc cao đe dọa trực tiếp đến an toàn của thiết bị điện 500kV và an toàn cá nhân của nhân viên vận hành, bảo trì, dẫn đến sự biến động đáng kể về điện áp lưới, tăng tổn thất công suất tác dụng và phản kháng, giảm tuổi thọ của tụ điện, và ảnh hưởng đến hoạt động bình thường, ổn định của lưới điện.. Power capacitors are mainly used for reactive power compensation in power systems to improve power factor. 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. The capacitor will continue to operate with only a slight decrease in power. Tại thời điểm này, the disturbance in the capacitor bank can be ignored, and the total capacity of the capacitor bank will not be significantly affected by the action of a fuse. The introduction of an internal fuse protects the capacitor components, but invisibly increases the fault points. Inside power capacitors, the internal fuse is the main heating point, but its volume and diameter are very small (about 135mm in length and 0.45mm in diameter), and it is generally hidden between capacitor components. Due to current measurement technology, it is difficult to accurately and objectively measure the surface temperature of the internal fuse under actual operating conditions.

Dry type capacitor temperature monitoring
Hiện tại, oil immersed capacitors and dry-type capacitors are commonly used in the field of high voltage. The latter has the advantages of environmental protection, material saving, chi phí thấp, simple process, trọng lượng nhẹ, small area, self-healing product, more reliable operation, good fire resistance, less likely to produce high voltage gas, and greatly reduced the possibility of explosive hazards.
A dry-type capacitor consists of a capacitor core, a casing, a sleeve, and other accessories. The capacitor core is composed of capacitor elements and insulating components. Capacitor components are made by winding thin film insulating media and aluminum foil electrodes with a certain thickness and layers, or by evaporating a layer of metal on the thin film to form a metalized film. After the components are rolled up, they are loaded into the component housing, and several capacitor components are connected in series or parallel to form the entire capacitor core.
Dry type capacitors are usually used indoors or underground with poor ventilation conditions, and the internal heat dissipation of capacitors can only rely on gas. Compared with oil immersed capacitors, the heat transfer coefficient of gas is lower, 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 some regions, the power industry regulations stipulate that the hottest point temperature of the full film capacitor core shall not exceed 80 oC. Khi nhiệt độ vượt quá 80 oC, the insulation performance of polypropylene film (PP film) as a dielectric will decrease.
Hiện tại, 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. The temperature value obtained in this way has errors in the distribution of the internal temperature field of the capacitor, and cannot accurately obtain the true temperature of the highest temperature point.

Hiện tại, the temperature measurement method for internal protection fuses of power capacitors includes temperature rise test, but this test only estimates the temperature rise of the internal fuse by measuring the current and resistance of the internal fuse. Its accuracy is poor, and in the actual process of passing current to the internal fuse, the resistance of the internal fuse will change with the temperature. Một mặt, it is difficult to ensure its constant current flow. Mặt khác, the correspondence between the resistance of the internal fuse and temperature is only applicable within a certain temperature range. Beyond this range, it will be difficult to obtain accurate results. Vì thế, this indirect method of measuring the temperature rise of the internal fuse in capacitors has limitations and low accuracy. Ngoài ra, 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, resulting in poorer measurement accuracy. In view of this, Cần thiết kế một thiết bị đo đơn giản, khả thi để nắm bắt chính xác nhiệt độ của cầu chì bên trong tụ điện trong điều kiện vận hành thực tế., cung cấp cơ sở cho việc thiết kế và lựa chọn cầu chì bên trong tụ điện, và cải thiện hiệu quả độ tin cậy của hành động bảo vệ cầu chì bên trong, đảm bảo nhiệt độ của cầu chì bên trong không gây hư hỏng lớp cách điện bên trong của tụ điện.

Nhược điểm của nhiệt kế hồng ngoại để đo nhiệt độ
Hiện tại, việc bảo trì nhiệt của tụ điện chủ yếu được thực hiện thông qua kiểm tra hình ảnh hồng ngoại. Tuy nhiên, hình ảnh nhiệt hồng ngoại không thể kiểm tra nhiệt độ bên trong môi trường kín, và kết quả kiểm tra bị ảnh hưởng bởi mùa, thời gian, và độ nhẵn bề mặt của thiết bị kiểm tra. Thiết bị kiểm tra hồng ngoại đắt tiền và không thể theo dõi liên tục nhiệt độ của thiết bị điện cao thế trong thời gian dài. Có điện áp cao trên tụ điện và nhiễu điện từ mạnh xung quanh nó, which often leads to false alarms and missed alarms in traditional detectors. For this purpose, 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.

Ngoài ra, current temperature measuring equipment cannot detect the specific temperature inside the capacitor. Các tụ điện hiện có được sử dụng trong môi trường có nhiệt độ thay đổi đáng kể. Prolonged use of capacitors at abnormal temperatures can seriously affect their service life and increase their damage rate.

tụ điện hệ thống đo nhiệt độ sợi quang
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. Hiển thị dữ liệu nhiệt độ theo thời gian thực cho từng điểm đo nhiệt độ, phần mềm cảnh báo nhiệt độ cung cấp các chức năng như giám sát phân loại, vẽ đường cong nhiệt độ, hiển thị phân phối nhiệt độ, truy vấn đường cong lịch sử, tạo báo cáo, và in ấn;