一种故障可测的电容器单元及其故障在线监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种故障可测的电容器单元及其故障在线监测方法，该电容器单元包括：电容器单元和故障检测器，其中：电容器单元由多个元件串联和/或并联组成，故障检测器通过测量元件的温度变化来检测电容器单元的故障。该监测方法包括步骤：S81：在电容器单元的内部元件之间设置故障检测器；S82：使用故障检测器测量电容器单元的内部元件的温度变化，以检测电容器单元的故障。本发明提供的故障可测的电容器单元及其故障在线监测方法实现了电容器单元的故障的在线监测，能够及时准确定位故障点，灵敏度高，方便检修。
【专利说明】一种故障可测的电容器单元及其故障在线监测方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电力电容器领域，特别涉及一种故障可测的电容器单元及其故障在线监测方法。
【背景技术】
[0002]目前，高压交、直流滤波器电容器组普遍采用继电保护，不能实现故障的在线监测，不能准确确定故障点，需要人工去检测，非常耗时耗力，满足不了新一代的智能变电站的需求。因此，急需提出一种能够实现故障在线监测的电容器。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种故障可测的电容器单元及其故障在线监测方法，可实现电容器单元故障的在线监测，能够精确定位故障点，解决了现有电容器中不能在线监测故障的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的:
本发明提供一种故障可测的电容器单元，其包括电容器单元和故障检测器，其中:所述电容器单元由多个元件串联和/或并联组成，所述故障检测器通过测量所述元件的温度变化来检测所述电容器单元的故障。
[0005]较佳地，所述故障检测器包括分布式光纤，所述分布式光纤上设置有光栅温度传感器，探测温度变化的灵敏度高、速度快，分布式光纤的抗射频和电磁干扰能力强，防燃防爆。
[0006]较佳地，所述光栅温度传感器为一个，其位于所有元件的1/3处，靠近所述电容器单元的密封口处，当电容器单元出现故障时，此处的温度变化最大，因此将光栅温度传感器设置于此处，能够比较准确地感应电容器单元的温度变化，从而准确判断电容器单元的故障点，方便检修人员简单、快捷地找到故障电容器的准确位置，节省时间。
[0007]较佳地，所述光栅温度传感器为多个，其均匀地分布于所述元件之间。在尽量减少光栅温度传感器个数的基础上更加精确地定位故障点，能够帮助进行电容器产品的特性分析，分析电容器单元中的每个元件故障，即能够准确分析电容器内部的故障点。
[0008]较佳地,所述分布式光纤的入射端露出所述电容器单兀的密封口，与分布式光纤测温系统相连。
[0009]较佳地，所述分布式光纤测温系统通过检测所述光纤温度传感器的反射光的波长变化来确定所述光纤温度传感器处的温度变化；所述分布式光纤测温系统通过检测入射光经所述光栅温度传感器反射回入射端的时间来确定所述光栅温度传感器的位置。
[0010]较佳地，所述电容器单元为高压油浸式电容器单元。
[0011]本发明还提供一种电容器单元的故障在线监测方法，其包括以下步骤:
581:在电容器单元的内部元件之间设置故障检测器；
582:使用所述故障检测器测量所述电容器单元的内部元件的温度变化，以检测所述电容器单元的故障。
[0012]较佳地，步骤S81具体为:
5811:在电容器单元内设置分布式光纤，使所述分布式光纤的入射端露出所述电容器单元的密封口；
5812:在分布式光纤上连接分布式光纤测温系统以及设置光栅温度传感器；
其中:S812具体包括以下流程:
将所述分布式光纤的入射端与分布式光纤测温系统相连；
在所述分布式光纤上设置光栅温度传感器，使所述光栅温度传感器位于所有内部元件的1/3处，靠近所述电容器单元的密封口处。
[0013]较佳地，步骤S82具体包括以下流程:
使用所述分布式光纤测温系统检测入射光经所述光栅温度传感器反射的光的波长变化，以确定所述光栅温度传感器的温度变化；
使用所述分布式光纤测温系统检测入射光经所述光栅温度传感器反射回入射端的时间，以确定所述光栅温度传感器的位置。
[0014]相较于现有技术，本发明具有以下优点:
(1)本发明提供的故障可测的电容器单元，通过测量电容器的温度变化来检测电容器的故障，提高了故障检测的灵敏度；
(2)本发明的故障可测的电容器单元，通过分布式光纤测温系统通过检测入射光经所述光栅温度传感器反射回入射端的时间来确定所述光栅温度传感器的位置，进而确定故障电容器单元的位置，方便检修；
(3)通过在一个电容器单元内部设置多个光栅温度传感器，可以探测电容器单元内部故障的位置，能够用于进行电容器单元产品的内部元件特性分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明:
图1为本发明的实施例1的故障可测的电容器单元的结构示意图；
图2为本发明的实施例2的故障可测的电容器单元的结构示意图；
图3为本发明的电容器单元的故障在线监测方法的操作流程图。
[0016]标号说明:1-电容器单兀，11-兀件，12-密封口，2-故障检测器,21-分布式光纤，22-光栅温度传感器,3-分布式光纤测温系统。
【具体实施方式】
[0017]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0018]本发明提供的故障可测的电容器单元，包括:电容器单元I和故障检测器2，其中:电容器单元I由多个元件11串联和/或并联组成，故障检测器2通过测量元件11的温度变化来检测电容器单元I的故障。下面结合具体实施例详细描述本发明。
[0019]实施例1: 如图1所示，本实施例的故障可测的电容器单元的故障检测器2包括分布式光纤21，分布式光纤21上设置有一个光栅温度传感器22，光栅温度传感器22位于元件11的附近，用于检测元件11的温度变化，分布式光纤21的入射端穿过电容器单元I的密封口 12，并且露出适当长度，用于连接分布式光纤测温系统3。
[0020]本实施例的电容器单元I为高压油浸式电容器单元。
[0021]分布式光纤测温系统3实时监测光栅温度传感器22反射的光的波长变化，便可知道光栅温度传感器22处的实时温度变化，当出现故障时，温度升高，当温升大于预设的产品正常运行时的温升时将其探测为故障点，通过温度变化即可获知该光栅温度传感器22处的电容器单元出现故障。然后，通过检测入射光经该光栅温度传感器22反射回分布式光纤温度测温系统3的时间，可确定该光栅温度传感器22的位置，从而确定故障电容器单元I的位置，方便检修；光的传播速度很快，探测时间短，并且光栅传感器的探测灵敏度高，探测精确。
[0022]较佳实施例中，光栅温度传感器22设置于所有元件11的1/3处，靠近电容器单元I的密封口 12处，当电容器单元I出现故障时，此处的温度变化最大，更容易探测，灵敏度更高，能够比较准确地探测元件11的温度变化。
[0023]不同实施例中，故障检测器2也可以以其他方式实现，例如可以包括温度传感器和单片机，可以给温度传感器编号，用单片机来检测温度传感器的温度变化，确定故障处的温度传感器的编号，从而确定故障电容器单元I的位置。
[0024]实施例2:
如图2所示，本实施例是在实施例1的基础上，在分布式光纤21上设置2个光栅温度传感器22，分别位于相邻两个元件11之间的空隙处，能够探测每个元件的温度变化，准确确定电容器单元I内部的故障点，具体到是哪个元件出现故障。可以用于电容器产品的特性分析，用于对电容器单元I内部的每个元件11进行特性分析。
[0025]此处以2个光栅温度传感器22为例，不同实施例中，可以包括多个。
[0026]本发明提供的电容器单元的故障在线监测方法，包括以下步骤:
581:在电容器单元I的内部元件11之间设置故障检测器2 ；
582:使用故障检测器2测量电容器单元I的内部元件11的温度变化，以检测电容器单元I的故障。
[0027]下面结合具体实施例来详细描述本发明的电容器单元的故障在线监测方法。
[0028]实施例3:
本实施例中，步骤S81具体为:
5811:在电容器单兀I内设置分布式光纤21,使分布式光纤21的入射端露出电容器单元I的密封口；
5812:在分布式光纤21上连接分布式光纤测温系统3以及设置光栅温度传感器22 ； 其中:S812具体包括以下流程:
将分布式光纤21的入射端与分布式光纤测温系统3相连；
在分布式光纤21上设置光栅温度传感器22，使光栅温度传感器22位于所有内部元件11的1/3处，靠近电容器单元I的密封口 12处。
[0029]步骤S82具体包括以下流程: 使用分布式光纤测温系统3检测入射光经光珊温度传感器22反射的光的波长变化，以确定光珊温度传感器22的温度变化；
使用分布式光纤测温系统3检测入射光经光栅温度传感器22反射回入射端的时间，以确定光珊温度传感器22的位置。
[0030]本实施例中所描述的流程不分先后顺序，可以依次进行，也可以并行运行。
[0031]此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。
【权利要求】
1.一种故障可测的电容器单元，其特征在于，包括:电容器单元和故障检测器，其中: 所述电容器单元由多个元件串联和/或并联组成，所述故障检测器通过测量所述电容器单元内部的温度变化来检测所述电容器单元的故障。
2.根据权利要求1所述的故障可测的电容器单元，其特征在于，所述故障检测器包括分布式光纤，所述分布式光纤上设置有光栅温度传感器。
3.根据权利要求2所述的故障可测的电容器单元，其特征在于，所述光栅温度传感器为一个，其位于所有元件的1/3处，靠近所述电容器单元的密封口处。
4.根据权利要求2所述的故障可测的电容器单元，其特征在于，所述光栅温度传感器为多个，其均匀地分布于所述元件之间。
5.根据权利要求2所述的故障可测的电容器单元，其特征在于，所述分布式光纤的入射端露出所述电容器单元的密封口，与分布式光纤测温系统相连。
6.根据权利要求5所述的故障可测的电容器单元，其特征在于，所述分布式光纤测温系统通过检测入射光经所述光纤温度传感器的反射的光的波长变化来确定所述光纤温度传感器处的温度变化； 所述分布式光纤测温系统通过检测入射光经所述光栅温度传感器反射回入射端的时间来确定所述光栅温度传感器的位置。
7.根据权利要求1至6任一项所述的故障可测的电容器单元，其特征在于，所述电容器单元为高压油浸式电容器单元。
8.一种电容器单元的故障在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤: 881:在电容器单元的内部元件之间设置故障检测器； 882:使用所述故障检测器测量所述电容器单元的内部元件的温度变化，以检测所述电容器单元的故障。
9.根据权利要求8所述的电容器单元的故障在线监测方法，其特征在于，步骤381具体为: 8811:在电容器单元内设置分布式光纤，使所述分布式光纤的入射端露出所述电容器单元的密封口； 8812:在分布式光纤上连接分布式光纤测温系统以及设置光栅温度传感器； 其中:3812具体包括以下流程: 将所述分布式光纤的入射端与分布式光纤测温系统相连； 在所述分布式光纤上设置光栅温度传感器，使所述光栅温度传感器位于所有内部元件的1/3处，靠近所述电容器单元的密封口处。
10.根据权利要求9所述的电容器单元的故障在线监测方法，其特征在于，步骤382具体包括以下流程: 使用所述分布式光纤测温系统检测入射光经所述光栅温度传感器反射的光的波长变化，以确定所述光栅温度传感器的温度变化； 使用所述分布式光纤测温系统检测入射光经所述光栅温度传感器反射回入射端的时间，以确定所述光栅温度传感器的位置。
【文档编号】H01G4/40GK104409211SQ201410700048
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】陆居志, 刘强, 郭星月, 金晓龙, 陆杰频, 熊黄海, 林睿, 刘劲松 申请人:上海思源电力电容器有限公司