本發(fā)明涉及一種高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置及方法。
背景技術(shù)：
由于對(duì)大功率傳遞和互聯(lián)電力傳輸與分配系統(tǒng)的需求不斷上升，高壓直流電力傳輸變得越來(lái)越重要。高壓直流系統(tǒng)通常采用雙極大地回線運(yùn)行方式。當(dāng)單極停運(yùn)時(shí)，另一個(gè)運(yùn)行極變成單極大地回線運(yùn)行方式，兩站通過(guò)接地極構(gòu)成回路，由于單極大地運(yùn)行時(shí)會(huì)造成接地極附近的變壓器產(chǎn)生很大的直流偏磁，同時(shí)接地極的壽命也與電流大小及運(yùn)行時(shí)間有直接關(guān)系，因此通常情況下，單極大地回線不宜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，出現(xiàn)單極大地運(yùn)行方式后，要盡快轉(zhuǎn)入單極金屬運(yùn)線運(yùn)行方式。此時(shí)需要對(duì)雙極中性區(qū)域的金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(MRTB)及大地回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(ERTB)進(jìn)行分合操作。因此，高壓直流換流站每年的運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)有少則三四次，多則上十次大地回線方式轉(zhuǎn)換到金屬回線(或反向)的正常操作。此項(xiàng)操作通常由裝設(shè)在整流站中性母線的直流斷路器金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(MRTB)或大地回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(ERTB)完成。
由于高壓直流斷路器的開(kāi)斷電流沒(méi)有自身過(guò)零點(diǎn)，因此開(kāi)斷直流電流必須強(qiáng)迫過(guò)零。但是，當(dāng)直流電流強(qiáng)迫過(guò)零時(shí)，由于直流系統(tǒng)儲(chǔ)存著巨大的能量要釋放出來(lái)，而釋放出的能量又會(huì)在回路上產(chǎn)生過(guò)電壓，引起斷路器斷口間的電弧重燃，以致造成開(kāi)斷失敗，所以吸收這些能量就成為斷路器開(kāi)斷的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有直流工程中運(yùn)行的高壓直流斷路器采用疊加電流法進(jìn)行電流強(qiáng)迫過(guò)零，疊加電流方式又可分為有源型與無(wú)源型兩種。無(wú)源型高壓直流斷路器采用斷路器本體并聯(lián)電感和電容，由斷路器在分合過(guò)程中引起的自激振蕩，來(lái)產(chǎn)生一個(gè)交流電流，通過(guò)交流電流與直流電流疊加起來(lái)，產(chǎn)生電流過(guò)零點(diǎn)，從而使電弧熄滅。
無(wú)源型高壓直流斷路器采用并聯(lián)避雷器進(jìn)行開(kāi)斷時(shí)的能量消耗，耗能元件一般采用金屬氧化物避雷器。當(dāng)斷路器震蕩回路的電弧電流過(guò)零以后，斷路器觸頭之間的滅弧介質(zhì)性能開(kāi)始恢復(fù)，由于直流系統(tǒng)仍?xún)?chǔ)存著巨大能量，并將使斷口間的恢復(fù)電壓上升。恢復(fù)電壓的上升速度正比于I0/C,I0為開(kāi)斷電流。當(dāng)斷路器的介質(zhì)恢復(fù)速度高于斷口間的恢復(fù)電壓上升速度時(shí)，就不會(huì)發(fā)生電弧重燃現(xiàn)象。當(dāng)恢復(fù)電壓上升至耗能裝置金屬氧化物避雷器的持續(xù)最大運(yùn)行電壓時(shí)，金屬氧化物避雷器進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，吸收這部分能量，使斷路器完成開(kāi)斷過(guò)程。
金屬氧化物避雷器的有源部件為金屬氧化物電阻器，其布置在多個(gè)平行的疊柱中，安裝在帶高絕緣電阻瓷裙的氣密瓷殼中。該金屬氧化物電阻器具有高度的非線性特性，即突變性電壓-電流特性，其表現(xiàn)為在某一特定的電壓值下，僅有極小的漏電電流通過(guò)避雷器。在雷電或操作過(guò)電壓情況下，電阻器變?yōu)閷?dǎo)電體(歐姆量程)，從而將沖擊電流導(dǎo)入大地，并將過(guò)電壓減弱至避雷器的壓降值(殘留電壓)。沖擊電流在操作過(guò)電壓下可達(dá)到1kA，在雷電過(guò)電壓下可達(dá)到20kA。
因操作過(guò)程中強(qiáng)制部分電流改換流通路徑，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)斷口間的過(guò)電壓，所以必須由并聯(lián)于斷路器斷口兩端的并聯(lián)避雷器限制過(guò)電壓并吸收相應(yīng)的能量。在無(wú)源型高壓直流斷路器(MRTB/ERTB)開(kāi)斷過(guò)程中，金屬氧化物避雷器需要釋放大量能量且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)(2至3ms)，單只避雷器的熱容量無(wú)法滿足，因此一般采用多支避雷器并聯(lián)的方式，且為了保證流過(guò)各支避雷器的電流水平均衡，并聯(lián)避雷器必須具有基本一致的運(yùn)行特性，如果并聯(lián)的避雷器中有一只特性變差(由于受潮或者劣化)，比其它避雷器器具有較低的殘壓，該避雷器將流過(guò)比其它避雷器大得多的電流，那么該避雷器就有可能被擊穿(熱崩潰)。
隨著無(wú)源型高壓直流斷路器運(yùn)行年數(shù)的增加，多次動(dòng)作后的避雷器產(chǎn)生劣化是必然的情況，多柱并聯(lián)避雷器組中出現(xiàn)單只運(yùn)行特性異常的避雷器不可避免。由于轉(zhuǎn)換過(guò)程在直流功率輸送過(guò)程中進(jìn)行，要求直流斷路器(MRTB)將直流運(yùn)行電流從較低阻抗的大地回路向時(shí)具有較高阻抗的金屬回路轉(zhuǎn)移，或直流斷路器(ERTB)將直流電流從大地回路向金屬回路的轉(zhuǎn)移時(shí)，不應(yīng)降低運(yùn)行極的直流輸送功率。按照直流系統(tǒng)的通用保護(hù)配置邏輯，如果發(fā)生并聯(lián)避雷器擊穿情況，控制系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)重合相應(yīng)的直流斷路器(MRTB/ERTB)，導(dǎo)致導(dǎo)致大地/金屬回線轉(zhuǎn)換失敗事故的發(fā)生，給直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。
因此，迫切需要找到一種實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)避雷器泄放電流的方法，分析各支路避雷器的電流參數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)行工況異常的避雷器，并及時(shí)進(jìn)行檢修更換處理，從而有效提高高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一是提供一種高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置，能夠通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其避雷器的泄放電流，并進(jìn)行對(duì)比分析從而查找出運(yùn)行異常的避雷器，有效提高高壓直流系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；
本發(fā)明的目的之二是提供一種高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)方法，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行工況異常的避雷器。
一種高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置，其特別之處在于：包括至少一個(gè)無(wú)線電流傳感錄波裝置，該所有無(wú)線電流傳感錄波裝置均通過(guò)無(wú)線方式與數(shù)據(jù)采集單元連接，從而將采集到的測(cè)量點(diǎn)的瞬時(shí)電流數(shù)據(jù)波形無(wú)線傳送至數(shù)據(jù)采集單元，該數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)無(wú)線或有線方式與計(jì)算分析平臺(tái)連接，從而由計(jì)算分析平臺(tái)對(duì)前述瞬時(shí)電流數(shù)據(jù)波形進(jìn)行分析處理并且在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)給出提示。
其中無(wú)線電流傳感錄波裝置采用帶有無(wú)線通信功能的故障錄波器，計(jì)算分析平臺(tái)采用計(jì)算機(jī)。
一種高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)方法，其特別之處在于，包括如下步驟：
(1)當(dāng)換流站測(cè)控系統(tǒng)接收到大地回線方式轉(zhuǎn)換到金屬回線方式或者金屬回線方式轉(zhuǎn)換到大地回線方式的操作指令以后，立即發(fā)送啟動(dòng)指令給權(quán)利要求1中記載的監(jiān)測(cè)裝置，并且測(cè)控系統(tǒng)等待至少2分鐘以后再開(kāi)始執(zhí)行前述的操作指令；
(2)當(dāng)監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)采集單元收到啟動(dòng)指令以后立即發(fā)送啟動(dòng)指令給所有的無(wú)線電流傳感錄波裝置，從而使其進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；
(3)當(dāng)任意一個(gè)無(wú)線電流傳感錄波裝置根據(jù)電流的突變監(jiān)測(cè)到并聯(lián)避雷器的動(dòng)作之后，會(huì)將發(fā)生電流突變時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)簽通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送給計(jì)算分析平臺(tái)；
(4)當(dāng)計(jì)算分析平臺(tái)在收到無(wú)線電流傳感錄波裝置發(fā)來(lái)的突變量啟動(dòng)的時(shí)間標(biāo)簽以后，會(huì)根據(jù)該時(shí)間標(biāo)簽從所有無(wú)線電流傳感錄波裝置調(diào)取與該時(shí)間同步的電流波形；
(5)計(jì)算分析平臺(tái)根據(jù)所有無(wú)線電流傳感錄波裝置時(shí)間同步的電流波形和并聯(lián)避雷器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算流過(guò)每一支避雷器的動(dòng)作電流，并且根據(jù)這些電流值計(jì)算并聯(lián)電容器的電流分布不均勻系數(shù)β；該電流分布不均勻系數(shù)β具體定義為：β＝nImax/Iarr；式中Iarr為總電流峰值，Imax為通過(guò)任意支路避雷器的最大電流峰值，n為并聯(lián)避雷器數(shù)；
(6)計(jì)算分析平臺(tái)進(jìn)行判斷，若任意一支并聯(lián)避雷器的電流分布不均勻系數(shù)β＞2.5％，則向監(jiān)控后臺(tái)發(fā)出報(bào)警，提示對(duì)應(yīng)支路避雷器的運(yùn)行特性異常。
本發(fā)明提供了一種用于無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置及方法，通過(guò)準(zhǔn)確記錄特定時(shí)刻流過(guò)電氣設(shè)備的暫態(tài)電流波形數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，運(yùn)維人員能夠準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而采取必要的預(yù)防措施防止事故的發(fā)生。
附圖說(shuō)明
附圖1為本發(fā)明的電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種無(wú)源型高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置及方法，可以實(shí)時(shí)定位運(yùn)行特性異常的直流斷路器并聯(lián)避雷器。無(wú)源型直流斷路器用于切斷直流大地/金屬回路，其中斷路器應(yīng)包括：斷路器本體、與本體并聯(lián)的LC振蕩過(guò)零回路，以及用于釋放斷路器分合過(guò)程中生產(chǎn)能量的多支并聯(lián)避雷器組。
其中故障監(jiān)測(cè)單元進(jìn)一步設(shè)置用于在直流系統(tǒng)大地/金屬回線轉(zhuǎn)換操作時(shí)，可以自動(dòng)激活測(cè)量裝置進(jìn)行各分支避雷器的電流測(cè)量，并在操作結(jié)束后自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。本發(fā)明的高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置，應(yīng)避免在安裝過(guò)程中及運(yùn)行過(guò)程中，需要改變?cè)兄绷鲾嗦菲骷安⒙?lián)避雷器本體，避免拆除設(shè)備的連接引線，避免影響電氣設(shè)備的絕緣距離。其安裝于各避雷器引線處的各裝置應(yīng)具備獨(dú)立工作能力，且監(jiān)測(cè)裝置的電池續(xù)航能力應(yīng)滿足兩個(gè)以上直流系統(tǒng)檢修周期的要求。高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置，在進(jìn)行激活工作時(shí)，通過(guò)衛(wèi)星對(duì)時(shí)系統(tǒng)與直流測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)時(shí)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和準(zhǔn)確性。高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置，以及數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)基站，具備裝置故障自檢功能和電源丟失自檢功能，并向直流系統(tǒng)監(jiān)控后臺(tái)發(fā)送報(bào)警指令。避雷器故障分析系統(tǒng)，具備多支避雷器電流橫向比較算法，用于定位運(yùn)行狀態(tài)異常的直流斷路器避雷器。
本發(fā)明用于對(duì)無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和分析。更具體地說(shuō)，本發(fā)明提供了一種用于無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器的實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)裝置及方法。
本發(fā)明無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器的故障監(jiān)測(cè)，可以通過(guò)分析在斷路器金屬/大地轉(zhuǎn)換操作瞬間，流過(guò)每一支并聯(lián)避雷器內(nèi)部的電流特性的差異，查找出運(yùn)行特性異常的避雷器，并進(jìn)行檢查處理。
直流斷路器并聯(lián)高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置，可以在高壓直流系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)并聯(lián)避雷器每次動(dòng)作時(shí)的電流流通情況，自動(dòng)獲取流過(guò)每支避雷器的動(dòng)作電流波形并進(jìn)行存儲(chǔ)，并進(jìn)行分析處理。本發(fā)明提供一種基于基站/衛(wèi)星對(duì)時(shí)的直流斷路器避雷器電流測(cè)量裝置，利用本裝置可以在高壓直流系統(tǒng)大地/金屬回線轉(zhuǎn)換時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器泄放電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)各支避雷器的泄放電流進(jìn)行橫向比較，從而進(jìn)行避雷器故障診斷。
無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置，具備無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能，將測(cè)量信息傳至就近的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)基站，并由基站將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至控制中心的避雷器故障分析平臺(tái)。
為了準(zhǔn)確測(cè)量各避雷器特性的一致性，需要在多支并聯(lián)避雷器同時(shí)承受斷路器斷開(kāi)瞬間產(chǎn)生的沖擊電壓時(shí)，測(cè)量流過(guò)各支避雷器的最小電流和最大電流，并通過(guò)計(jì)算其電流差異是否在允許的范圍內(nèi)(±5％)，查找出運(yùn)行工況異常的避雷器。因此，需要在高壓直流系統(tǒng)進(jìn)行金屬、大地回線轉(zhuǎn)換操作時(shí)，由控制系統(tǒng)自動(dòng)向避雷器電流測(cè)量裝置發(fā)送激活命令，測(cè)量裝置開(kāi)始工作，待金屬大地回線操作完成后，測(cè)量裝置自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，待下一次系統(tǒng)轉(zhuǎn)換操作時(shí)繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。
實(shí)施例1：
如附圖1所示，本發(fā)明包括三部分：無(wú)線傳感錄波裝置(無(wú)線電流傳感錄波裝置)，安裝于直流斷路器并聯(lián)避雷器的各支路避雷器引線處，與直流斷路器并聯(lián)避雷器所在設(shè)備區(qū)的監(jiān)測(cè)基站進(jìn)行無(wú)線通訊；基站與直流控制系統(tǒng)的測(cè)控裝置通過(guò)光纖連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)及指令的中轉(zhuǎn)傳輸；測(cè)量裝置的后臺(tái)軟件可以橫向比較流過(guò)各支避雷器的泄放電流值，并判斷所測(cè)量電流值是否偏離安全閾值范圍的要求，從而快速準(zhǔn)確的診斷出工作異常的避雷器。
本發(fā)明無(wú)源型直流斷路器的并聯(lián)避雷器由柱避雷器并聯(lián)組成，無(wú)線電流傳感錄波裝置(WCS)被安裝于并聯(lián)避雷器頂端的連接導(dǎo)線處，采用垂直0度的安裝方式。
本發(fā)明無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置由無(wú)線電流傳感錄波裝置(WCS)、數(shù)據(jù)收集單元(數(shù)據(jù)采集單元)(DCU)和計(jì)算分析平臺(tái)三部分組成。無(wú)線電流傳感錄波裝置(WCS)負(fù)責(zé)完成測(cè)量點(diǎn)的瞬時(shí)電流數(shù)據(jù)波形采集并經(jīng)短距離無(wú)線通信傳送到數(shù)據(jù)收集單元(DCU)，然后由DCU經(jīng)3G/4G網(wǎng)絡(luò)或光纖傳送至后臺(tái)云計(jì)算平臺(tái)(計(jì)算分析平臺(tái))。云計(jì)算平臺(tái)是一個(gè)可裁剪的應(yīng)用平臺(tái)解決方案，負(fù)責(zé)接收存儲(chǔ)來(lái)自各節(jié)點(diǎn)傳感器的海量數(shù)據(jù)，同時(shí)集成了必要的工具軟件和應(yīng)用軟件。無(wú)線電流傳感錄波裝置(WCS)、集中數(shù)據(jù)收集單元(DCU)和云計(jì)算平臺(tái)一起構(gòu)成一套完整的并聯(lián)高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置。
無(wú)線傳感錄波裝置(WCS)安裝于無(wú)源型高壓直流斷路器的各支路避雷器引線處，與無(wú)源型高壓直流斷路器所在設(shè)備區(qū)的監(jiān)測(cè)基站進(jìn)行無(wú)線通訊?；九c直流控制系統(tǒng)的測(cè)控裝置通過(guò)光纖連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)及指令的中轉(zhuǎn)傳輸。
無(wú)線電流傳感錄波裝置采用等電位設(shè)計(jì)，無(wú)絕緣要求，可安裝在設(shè)備的高、低壓側(cè)連接導(dǎo)線或母排等任意位置。無(wú)線電流傳感錄波裝置采用非侵入，非破壞式的安裝方式，不需要拆除設(shè)備的連接引線，安裝方式簡(jiǎn)單，不影響高壓直流設(shè)備的持續(xù)安全運(yùn)行。無(wú)線電流傳感錄波裝置內(nèi)有大容量的存儲(chǔ)器件，可以永久保存暫態(tài)電流錄波數(shù)據(jù)，并允許遠(yuǎn)程調(diào)取15分鐘以?xún)?nèi)的實(shí)時(shí)電流波形。
無(wú)線電流傳感錄波裝置有兩種工作模式，分別為待機(jī)模式和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模式。其工作模式的切換由后臺(tái)軟件控制。在待機(jī)模式下，無(wú)線電流傳感錄波裝置以極低的功耗運(yùn)行，等待來(lái)自后臺(tái)軟件的啟動(dòng)命令。在收到了后臺(tái)軟件的啟動(dòng)命令之后，無(wú)線電流傳感錄波裝置進(jìn)入全速運(yùn)行狀態(tài)，即實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模式。在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模式下，無(wú)線電流傳感錄波裝置會(huì)持續(xù)的采樣電流瞬時(shí)值并打上時(shí)間標(biāo)簽，一旦電流發(fā)生突變且超過(guò)預(yù)設(shè)定值，裝置就會(huì)記錄發(fā)生突變的時(shí)間點(diǎn)，并將該時(shí)間點(diǎn)前1個(gè)和后4個(gè)工頻周波共100ms的電流波形數(shù)據(jù)存入裝置內(nèi)部的FLASH，同時(shí)裝置會(huì)將發(fā)生電流突變事件信息上報(bào)給后臺(tái)。后臺(tái)軟件根據(jù)需要調(diào)取各裝置內(nèi)的錄波電流波形。此外，裝置也可根據(jù)后臺(tái)命令將當(dāng)前時(shí)間之前一個(gè)小時(shí)之內(nèi)任意時(shí)間點(diǎn)的電流波形發(fā)送給后臺(tái)。
集中數(shù)據(jù)收集單元(DCU)作為無(wú)線電流傳感錄波裝置和后臺(tái)云軟件平臺(tái)之間交互數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)單元，負(fù)責(zé)收集來(lái)自電流傳感錄波裝置的電流波形并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)軟件，同時(shí)它還根據(jù)后臺(tái)軟件的命令控制和管理電流傳感錄波裝置。一臺(tái)集中數(shù)據(jù)收集單元(DCU)可以控制和管理多個(gè)無(wú)線電流傳感錄波裝置，也可以同時(shí)部署多個(gè)集中數(shù)據(jù)收集單元。
計(jì)算分析平臺(tái)用于對(duì)在線監(jiān)測(cè)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而查找出運(yùn)行特性異常的并聯(lián)避雷器。該分析平臺(tái)可以集成部署于換流站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)站服務(wù)器或在線監(jiān)測(cè)云平臺(tái)。分析軟件與集中數(shù)據(jù)收集單元(DCU)之間以VPN組網(wǎng)，并基于TCP/IP協(xié)議通信，確保了數(shù)據(jù)通信的安全可靠。后臺(tái)分析軟件由Web服務(wù)程序，應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)三部分組成。Web服務(wù)程序以Web頁(yè)面的方式向運(yùn)行維護(hù)管理人員提供對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理、配置、查詢(xún)等服務(wù)。
計(jì)算分析平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)用于保存數(shù)據(jù)波形和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)軟件綜合分析處理這些歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行單個(gè)避雷器歷史數(shù)據(jù)的縱向、多支避雷器當(dāng)前電流數(shù)據(jù)的橫向比較，從而判斷個(gè)別特性明顯不同的避雷器并采取替換等預(yù)防措施。
無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)高壓直流斷路器避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)裝置的工作過(guò)程如下:
(1)換流站測(cè)控系統(tǒng)接收到大地回線方式轉(zhuǎn)換到金屬回線(或反向)的操作指令以后，立即發(fā)送啟動(dòng)指令給并聯(lián)避雷器工作電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且測(cè)控系統(tǒng)在2分鐘以后再開(kāi)始執(zhí)行大地回線方式轉(zhuǎn)換到金屬回線(或反向)的操作。
(2)并聯(lián)避雷器工作電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的DCU單元收到啟動(dòng)命令以后立即發(fā)送啟動(dòng)命令給WCS。待機(jī)模式下的WCS在收到啟動(dòng)命令以后會(huì)立即激活整個(gè)裝置進(jìn)入全速運(yùn)行狀態(tài)。
(3)WCS根據(jù)電流的突變監(jiān)測(cè)到并聯(lián)避雷器的動(dòng)作之后，會(huì)將發(fā)生電流突變時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)簽發(fā)送給后臺(tái)軟件。
(4)軟件分析平臺(tái)在收到某個(gè)WCS發(fā)來(lái)的突變量啟動(dòng)的時(shí)間標(biāo)簽(如果多個(gè)WCS同時(shí)觸發(fā)會(huì)僅選取一個(gè))以后會(huì)根據(jù)該時(shí)間標(biāo)簽從所有WCS調(diào)取時(shí)間同步的電流波形。
(5)軟件分析平臺(tái)根據(jù)所有WCS時(shí)間同步的電流波形和事先設(shè)置好的并聯(lián)避雷器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算流過(guò)每一支避雷器的動(dòng)作電流。并且根據(jù)這些電流值計(jì)算并聯(lián)避雷器的電流分布不均勻系數(shù)(β)。
多柱并聯(lián)避雷器的電流分布不均勻系數(shù)(β)定義為:
β＝nImax/Iarr
式中：Iarr為總電流峰值；Imax為通過(guò)任意柱的最大電流峰值；n為并聯(lián)柱數(shù)。
(6)軟件分析平臺(tái)進(jìn)行判斷，若任意一支并聯(lián)避雷器的電流分布不均勻系數(shù)(β)超過(guò)2.5％，則向監(jiān)控后臺(tái)發(fā)出報(bào)警，提示對(duì)應(yīng)支路避雷器的運(yùn)行特性異常，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)源型高壓直流斷路器并聯(lián)避雷器的實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明絕不局限于上述的實(shí)施例。其它各類(lèi)電壓等級(jí)的高壓直流換流站或變電站的電氣設(shè)備，均在在所附的權(quán)利要求的監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。例如，雖然本發(fā)明已經(jīng)按照包括在線避雷器故障監(jiān)測(cè)單元來(lái)描述，但是可以設(shè)想本發(fā)明的設(shè)計(jì)為現(xiàn)有高壓直流斷路器的其它并聯(lián)設(shè)備監(jiān)測(cè)實(shí)例。例如，可以設(shè)想包括并聯(lián)電容器和電抗器的運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
實(shí)施例2：
例如寧夏銀川東換流站，雙極直流系統(tǒng)共配置5臺(tái)直流斷路器，包括2臺(tái)中性母線斷路器，2臺(tái)大地/金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器，1臺(tái)站接地極斷路器。上述斷路器由于直流系統(tǒng)的例行檢修以及保護(hù)動(dòng)作等原因，均會(huì)進(jìn)行分合操作。如果在操作過(guò)程中，2臺(tái)中性母線斷路器中任意1臺(tái)故障，將導(dǎo)致直流輸送功率減少2000MW；如果2臺(tái)大地/金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器任意一臺(tái)故障，將會(huì)導(dǎo)致雙極直流系統(tǒng)不可用，減少輸送功率4000MW。銀川東換流站曾于2014年9月，由于站內(nèi)金屬回線轉(zhuǎn)換斷路器并聯(lián)避雷器被擊穿，導(dǎo)致極Ⅱ單極閉鎖事故。
因此，銀川東換流站采用本發(fā)明中的避雷器泄放電流監(jiān)測(cè)方法，在直流斷路器并聯(lián)避雷器上加裝了35支無(wú)線電流傳感采集裝置，分別對(duì)5臺(tái)斷路器的并聯(lián)避雷器泄放電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，對(duì)泄放電流出現(xiàn)輕微異常的3支避雷器，安排在2016年年度檢修期間進(jìn)行集中處理，從而避免由于并聯(lián)避雷器劣化導(dǎo)致的設(shè)備停運(yùn)事故，提高了高壓直流系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。