避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體涉及的是一種避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬氧化物(MOA)避雷器是電力系統(tǒng)中重要的過電壓保護(hù)電器，其性能的優(yōu)劣對(duì)電力設(shè)備的安全運(yùn)行起著非常重要的作用。
[0003]隨著避雷器長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，其閥片會(huì)由于熱破壞、諧振過電壓、內(nèi)部受潮等因素產(chǎn)生劣化，致使避雷器損壞，甚至發(fā)生爆炸，而被保護(hù)設(shè)備則失去保護(hù)。電力設(shè)備由定期檢修向狀態(tài)檢修方向發(fā)展是未來的方向，為了能實(shí)時(shí)了解氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取措施來防止故障的發(fā)生，對(duì)避雷器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)很有必要。
[0004]目前應(yīng)用最多的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置采用電磁式毫安表傳感泄漏電流、采用電磁式計(jì)數(shù)器監(jiān)測(cè)避雷器動(dòng)作次數(shù)，缺點(diǎn)是電磁式毫安表測(cè)量精度低、易受現(xiàn)場(chǎng)干擾，而且電磁式計(jì)數(shù)器容易因過大的雷電流而損壞，監(jiān)測(cè)裝置無信號(hào)處理單元和通信單元，因此僅能監(jiān)測(cè)避雷器的泄漏全電流，無法計(jì)算阻性電流，不能對(duì)避雷器運(yùn)行狀況進(jìn)行全面、有效的分析和判斷，且不具備監(jiān)測(cè)信息遠(yuǎn)傳功能。另一類得到部分應(yīng)用的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置能夠計(jì)算阻性電流，具備監(jiān)測(cè)信息遠(yuǎn)傳功能，但是通常只能采用單一方法來計(jì)算阻性電流，這樣要么無法適用某些現(xiàn)場(chǎng)情況，要么阻性電流的計(jì)算誤差偏大。比如采用基波法來計(jì)算阻性電流的監(jiān)測(cè)裝置，必須接入母線電壓、刀閘位置信號(hào)，而一些現(xiàn)場(chǎng)不具備這個(gè)條件；對(duì)采用三次諧波法等方法的監(jiān)測(cè)裝置，不需要接入母線電壓等信號(hào)，但計(jì)算結(jié)果易受到電網(wǎng)諧波等的影響，導(dǎo)致誤差偏大，不利于運(yùn)行人員作出正確判斷。另外，目前需要接入母線電壓信號(hào)來計(jì)算阻性電流的在線監(jiān)測(cè)裝置，一般只支持接入常規(guī)PT的模擬量電壓信號(hào)和強(qiáng)電開關(guān)量輸入信號(hào)，不支持接入智能變電站中滿足IEC61850協(xié)議的SV和GOOSE信號(hào)，即光數(shù)字量形式的電壓、位置信號(hào)，不能適應(yīng)智能變電站的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能夠全面、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)避雷器泄漏全電流、阻性電流和動(dòng)作次數(shù)的測(cè)量精度高、適應(yīng)智能變電站應(yīng)用要求的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的解決方案:一種避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:一種避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:由一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元和一個(gè)主IED組成，一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元按“手拉手”方式串接起來并連接到主IED，避雷器傳感單元包括泄漏電流傳感器、動(dòng)作電流傳感器、信號(hào)處理和通信模塊、顯示模塊、內(nèi)部電源模塊；泄露電流傳感器和動(dòng)作電流傳感器分別檢測(cè)避雷器泄露全電流和動(dòng)作大電流，并將模擬量信號(hào)傳遞給信號(hào)處理和通信模塊；顯示模塊與信號(hào)處理和通信模塊相連，用于泄漏全電流、阻性電流和動(dòng)作次數(shù)的顯不O
[0007]上述方案中:主IED和多個(gè)避雷器傳感單元之間采用串口通信，主IED發(fā)送同步信號(hào)、參考電壓信息給避雷器傳感單元，避雷器傳感單元將泄漏全電流、阻性電流、動(dòng)作次數(shù)、自檢告警等信息上傳給主IED。
[0008]上述方案中:所述泄漏電流傳感器采用高精度的零磁通電流傳感器，所述動(dòng)作電流傳感器采用大量程的常規(guī)穿心電磁式CT。
[0009]上述方案中:當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)具備接入母線電壓、刀閘位置信號(hào)條件時(shí)，所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用基波法來計(jì)算阻性電流；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)不具備接入母線電壓、刀閘位置信號(hào)條件時(shí)，所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用三次諧波法來計(jì)算阻性電流；采用何種方法計(jì)算由所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自適應(yīng)判別。
[0010]上述方案中:所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持接入常規(guī)變電站中的模擬量PT電壓信號(hào)、刀閘位置強(qiáng)電開入信號(hào)，同時(shí)也支持接入智能變電站中合并單元和智能終端發(fā)送的SV和GOOSE信息。
[0011]上述方案中:所述內(nèi)部電源模塊接收外部電源的供電，進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后給信號(hào)處理和通信模塊、顯示模塊進(jìn)行供電。
[0012]本發(fā)明的有益效果:采用本發(fā)明的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)避雷器的泄漏全電流、阻性電流、動(dòng)作次數(shù)的實(shí)時(shí)帶電監(jiān)測(cè)，在現(xiàn)場(chǎng)不同條件下自適用分別采用兩種不同方法計(jì)算阻性電流，具有較高的測(cè)量精度和現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力，同時(shí)支持接入常規(guī)PT的模擬量電壓、刀閘位置強(qiáng)電開入信號(hào)和數(shù)字量的電壓、刀閘位置信號(hào)，具備監(jiān)測(cè)信息遠(yuǎn)傳功能，幫助運(yùn)行人員在不停電的情況下隨時(shí)了解避雷器的運(yùn)行狀態(tài)和及早發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部缺陷，并排除故障。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)連接示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]參照附圖1，本發(fā)明的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元和一個(gè)主IED組成，一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元按“手拉手”方式串接起來并連接到主IED，實(shí)現(xiàn)避雷器傳感單元和主IED之間雙向的信息交互。每個(gè)避雷器傳感單元有2個(gè)接口，分別為A 口和B 口?！笆掷帧狈绞郊?主IED連接至距離最短的避雷器傳感單元的A 口，此避雷器傳感單元的B 口連接至下一個(gè)傳感單元的A 口，并以此類推，最遠(yuǎn)端的避雷器傳感單元的B口不連接。
[0018]參考附圖2，避雷器傳感單元由泄漏電流傳感器、動(dòng)作電流傳感器、信號(hào)處理和通信模塊、顯示模塊、內(nèi)部電源模塊組成。
[0019]避雷器一端連接高壓線路，另一端接地，在避雷器運(yùn)行中，有電流i流過。在避雷器正常運(yùn)行時(shí)，串接在接地回路中的泄漏電流傳感器傳感測(cè)量避雷器泄漏全電流；當(dāng)避雷器過電壓動(dòng)作時(shí)，串接在接地回路中的動(dòng)作電流傳感器傳感測(cè)量動(dòng)作瞬時(shí)的大電流。在本發(fā)明中，泄漏電流傳感器為零磁通電流傳感器，其測(cè)量小電流時(shí)的精度高，用于測(cè)量避雷器不動(dòng)作時(shí)的泄漏全電流；動(dòng)作電流傳感器為常規(guī)穿心電磁式CT，其量程范圍大，用于測(cè)量避雷器在過電壓動(dòng)作時(shí)的瞬時(shí)大電流，且由于穿心結(jié)構(gòu)，穿心電磁式CT不會(huì)因一次導(dǎo)體的發(fā)熱而容易受損。
[0020]信號(hào)處理和通信模塊同時(shí)采集泄漏電流傳感器和動(dòng)作電流傳感器的電流信號(hào)，并計(jì)算避雷器運(yùn)行中的阻性電流、動(dòng)作次數(shù)，顯示模塊通過數(shù)碼管顯示采集和計(jì)算得到的泄漏全電流、阻性電流和動(dòng)作次數(shù)。信號(hào)處理和通信模塊通過串口實(shí)現(xiàn)與主IED的信息傳送和交互，接收主IED送來的參考電壓信息和同步信號(hào)，并將泄漏全電流、阻性電流、動(dòng)作次數(shù)、自檢告警等信息上傳給主IED。
[0021]內(nèi)部電源模塊接收外部電源的供電，進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后給信號(hào)處理和通信模塊、顯示模塊等進(jìn)行供電。
[0022]主IED通過串口通信方式接收避雷器傳感單元傳送過來的信號(hào)進(jìn)行集中處理和顯示，告知現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員當(dāng)前各個(gè)避雷器和傳感單元的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)通過IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)將運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送出去。
[0023]主IED同時(shí)配置交流采樣插件、強(qiáng)電開入插件和支持IEC61850-9-2協(xié)議SV、GOOSE接收的光纖以太網(wǎng)接口插件，通過交流采樣插件、強(qiáng)電開入插件可接入常規(guī)變電站中的模擬量PT電壓信號(hào)和刀閘位置強(qiáng)電開入信號(hào)，通過光纖以太網(wǎng)接口插件可接入智能變電站中合并單元和智能終端發(fā)送的光SV和GOOSE信息。
[0024]參照附圖3，避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分別采用基波法和三次諧波法兩種方法來計(jì)算阻性電流，主要的數(shù)據(jù)處理和通信流程為:主IED首先下發(fā)同步信號(hào)給傳感單元，傳感單元根據(jù)同步信號(hào)采集泄露全電流。主IED判斷是否接入母線電壓和刀閘位置信號(hào)，當(dāng)未接入時(shí)，傳感單元采用三次諧波法直接由泄露全電流計(jì)算得到阻性電流；當(dāng)接入時(shí)，主IED將切換后的參考電壓信息下發(fā)給各個(gè)傳感單元，傳感單元利用參考電壓采用基波法計(jì)算得到阻性電流。之后傳感單元響應(yīng)主IED的查詢命令，上傳全電流、阻性電流等數(shù)據(jù)，主IED接收得到各個(gè)避雷器傳感單元上傳的數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:由一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元和一個(gè)主IED組成，一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元按“手拉手”方式串接起來并連接到主IED，避雷器傳感單元包括泄漏電流傳感器、動(dòng)作電流傳感器、信號(hào)處理和通信模塊、顯示模塊、內(nèi)部電源模塊；泄露電流傳感器和動(dòng)作電流傳感器分別檢測(cè)避雷器泄露全電流和動(dòng)作大電流，并將模擬量信號(hào)傳遞給信號(hào)處理和通信模塊；顯示模塊與信號(hào)處理和通信模塊相連，用于泄漏全電流、阻性電流和動(dòng)作次數(shù)的顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:主IED和多個(gè)避雷器傳感單元之間采用串口通信，主IED發(fā)送同步信號(hào)、參考電壓信息給避雷器傳感單元，避雷器傳感單元將泄漏全電流、阻性電流、動(dòng)作次數(shù)、自檢告警等信息上傳給主IED。
3.如權(quán)利要求1所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述泄漏電流傳感器采用高精度的零磁通電流傳感器，所述動(dòng)作電流傳感器采用大量程的常規(guī)穿心電磁式CT。
4.如權(quán)利要求1所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)具備接入母線電壓、刀閘位置信號(hào)條件時(shí)，所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用基波法來計(jì)算阻性電流；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)不具備接入母線電壓、刀閘位置信號(hào)條件時(shí)，所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用三次諧波法來計(jì)算阻性電流；采用何種方法計(jì)算由所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自適應(yīng)判別。
5.如權(quán)利要求1所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持接入常規(guī)變電站中的模擬量PT電壓信號(hào)、刀閘位置強(qiáng)電開入信號(hào)，同時(shí)也支持接入智能變電站中合并單元和智能終端發(fā)送的SV和GOOSE信息。
6.如權(quán)利要求1所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)部電源模塊接收外部電源的供電，進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后給信號(hào)處理和通信模塊、顯示模塊進(jìn)行供電。
【專利摘要】一種避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元和一個(gè)主IED組成，一個(gè)或多個(gè)避雷器傳感單元按“手拉手”方式串接起來并連接到主IED，避雷器傳感單元包括泄漏電流傳感器、動(dòng)作電流傳感器、信號(hào)處理和通信模塊、顯示模塊、內(nèi)部電源模塊。本發(fā)明能夠全面、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)避雷器泄漏全電流、阻性電流和動(dòng)作次數(shù)，測(cè)量精度高，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，能夠滿足智能變電站的應(yīng)用要求。
【IPC分類】G01R19-25, G01R31-00
【公開號(hào)】CN104714128
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510089131
【發(fā)明人】須雷, 盧為, 董雋, 朱長(zhǎng)銀, 解鵬程, 彭韜
【申請(qǐng)人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月26日