CN102830325A - 光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了泄漏电流检测系统设计领域的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统。其技术方案是，所述系统包括光/电数据采集单元、采集单元保护模块、系统自重启装置和本地中心计算机；所述采集单元保护模块包括瞬态抑制二极管TVS和高精度采样电阻。本发明可用于±800kV特高压直流绝缘子泄漏电流多路采集，采用光纤传输泄漏电流数据，确保数据的准确可靠采集；光/电数据采集单元中的远端采集模块利用光能供电，保证了供电系统安全；采集单元安装TVS瞬态抑制二极管，有效保护采集单元。
Description
技术领域
本发明属于泄漏电流检测系统设计领域，尤其涉及一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统。
技术背景
特高压直流输电不但有利于大容量远距离输电，节约大量的输电走廊资源，还可以提高电网的安全稳定水平。然而在特高压直流输电工程中，由于直流电压下的静电吸附效应，空气中的微粒容易被吸附在绝缘子表面，造成直流电压下绝缘子积污比交流更为严重。与交流电弧相比，直流电弧不存在“过零”问题，局部电弧更趋于稳定、持续时间较长、不易息弧，更容易造成伞裙间的电弧桥接，使爬电距离不能充分利用，因而，同样积污的条件下，直流闪络电压低于交流闪络电压。我国已建成的±500kV直流线路运行的经验表明，污闪问题已成为制约超、特高压输电技术发展的关键技术问题之一。
国内外采用的绝缘子表面状态的监测方法中，泄漏电流测量法可以连续对绝缘子进行监测，能够及时、准确地反映各种动态参数对绝缘子运行状态的影响，因此越来越受到人们的青睐。目前，绝缘子泄漏电流的监测多针对交流绝缘子或较低电压等级的直流绝缘子，而对于±800kV等级的直流绝缘子尚无完善的泄漏电流监测系统。且目前的监测系统多利用泄漏电流沿面形成的原理，在绝缘子串靠近铁塔侧安装引流装置，将泄漏电流通过屏蔽线引入监测室的数据采集单元中。但是，由于±800kV线路为强电磁干扰环境，而直流绝缘子的泄漏电流又极其微小，因此泄漏电流极容易受到干扰引起畸变，导致数据准确性降低，因此不适合用于±800kV直流绝缘子泄漏电流的实时监测。
发明内容
针对上面技术背景中描述的目前使用的泄漏电流监测系统，在特高压环境下数据准确性存在的问题，本发明提出了一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统。
本发明的技术方案是，一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，其特征在于，所述系统包括光/电数据采集单元、采集单元保护模块、系统自重启装置和本地中心计算机；所述采集单元保护模块包括瞬态抑制二极管TVS和高精度采样电阻；
其中，所述瞬态抑制二极管TVS与高精度采样电阻并联之后与光/电数据采集单元连接，用于保护光/电数据采集单元；
所述光/电数据采集单元分别与所述采集单元保护模块、系统自重启装置和本地中心计算机连接，用于采集泄漏电流信号，并将泄漏电流信号传输至本地中心计算机；
所述系统自重启装置分别与光/电数据采集单元和本地中心计算机连接；
所述本地中心计算机用于接收和处理光/电数据采集单元传来的泄漏电流信号，并控制系统自重启装置进行模块重新启动；在模块自重启3次仍失败后，控制本地中心计算机重启。
所述光/电数据采集单元包括远端模块、数据光纤、能量光纤和本地模块；所述远端模块包括模拟电信号采集模块、高压侧A/D转换模块、电/光变换模块和光/电能转换模块；所述本地模块包括本地侧D/A转换模块、光/电能转换模块、激光器、驱动电路和电源；所述模拟电信号采集模块、高压侧A/D转换模块、电/光变换模块和光/电能转换模块顺次连接；所述模拟电信号采集模块与高精度采样电阻两端连接；所述本地侧D/A转换模块、光/电能转换模块、激光器、驱动电路和电源顺次连接；所述本地侧D/A转换模块与本地中心计算机连接；所述电/光变换模块与光/电转换模块通过数据光纤连接；所述电源与所述光/电能转换模块通过能量光纤连接。
所述远端模块安装在绝缘子串低压侧，用于采集泄漏电流信号并转化成数字信号。
所述本地模块安装在低压侧，用于对远端模块传来的信号进行处理，并通过USB串口与本地中心计算机通信。
所述能量光纤用于将电能传输到光电能转换模块，然后光电能转换模块将光能转换为电能，为高压侧A/D转换模块、模拟电信号采集模块和电/光变换模块供能。
所述数据光纤用于将远端模块采集和处理后的泄漏电流信号传送到本地模块。
所述高精度采样电阻、瞬态抑制二极管TVS和模拟电信号采集模块安装于铝合金盒中，铝合金盒体固定于±800kV杆塔横梁上。
本发明的有益效果是，可用于±800kV特高压直流绝缘子泄漏电流多路采集，采用光纤传输泄漏电流数据，确保数据的准确可靠采集；光/电数据采集单元中的远端采集模块利用光能供电，保证了供电系统安全；采集单元安装TVS瞬态抑制二极管，有效保护采集单元。
附图说明
图1是本发明提供的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统的结构图；
图2是本发明提供的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统的光/电数据采集单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
图1是本发明提供的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统的结构图。图1中，一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统包括光/电数据采集单元、采集单元保护模块、系统自重启装置和本地中心计算机；所述采集单元保护模块包括瞬态抑制二极管TVS和高精度采样电阻；所述瞬态抑制二极管TVS与高精度采样电阻并联之后与光/电数据采集单元连接，用于保护光/电数据采集单元；所述光/电数据采集单元分别与所述采集单元保护模块、系统自重启装置和本地中心计算机连接，用于采集信号，并将信号传输至本地中心计算机；所述系统自重启装置分别与光/电数据采集单元和本地中心计算机连接；所述本地中心计算机用于接收和处理光/电数据采集单元传来的泄漏电流信号，并控制系统自重启装置进行模块重新启动；在模块自重启3次仍失败后，控制本地中心计算机重启。
图2是本发明提供的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统的光/电数据采集单元的结构示意图。图2中，所述光/电数据采集单元包括远端模块、数据光纤、能量光纤和本地模块；所述远端模块包括模拟电信号采集模块、高压侧A/D转换模块、电/光变换模块和光/电能转换模块；所述本地模块包括本地侧D/A转换模块、光/电能转换模块、激光器、驱动电路和电源；所述模拟电信号采集模块、高压侧A/D转换模块、电/光变换模块和光/电能转换模块顺次连接；所述模拟电信号采集模块与高精度采样电阻两端连接；所述本地侧D/A转换模块、光/电能转换模块、激光器、驱动电路和电源顺次连接；所述本地侧D/A转换模块与本地中心计算机连接；所述电/光变换模块与光/电转换模块通过数据光纤连接；所述电源与所述光/电能转换模块通过能量光纤连接。
所述远端模块安装在绝缘子串低压侧，用于采集泄漏电流信号并转化成数字信号。
所述本地模块安装在低压侧，用于对远端模块传来的信号进行处理，并通过USB串口与本地中心计算机通信。
所述能量光纤用于将电能传输到光电能转换模块，然后光电能转换模块将光能转换为电能，为高压侧A/D转换模块、模拟电信号采集模块和电/光变换模块供能。
所述数据光纤用于将远端模块采集和处理后的泄漏电流信号传送到本地模块。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，其特征在于，所述系统包括光/电数据采集单元、采集单元保护模块、系统自重启装置和本地中心计算机；所述采集单元保护模块包括瞬态抑制二极管TVS和高精度采样电阻；
其中，所述瞬态抑制二极管TVS与高精度采样电阻并联之后与光/电数据采集单元连接，用于保护光/电数据采集单元；
所述光/电数据采集单元分别与所述采集单元保护模块、系统自重启装置和本地中心计算机连接，用于采集泄漏电流信号，并将泄漏电流信号传输至本地中心计算机；
所述系统自重启装置分别与光/电数据采集单元和本地中心计算机连接；
所述本地中心计算机用于接收和处理光/电数据采集单元传来的泄漏电流信号，并控制系统自重启装置进行模块重新启动；在模块自重启3次仍失败后，控制本地中心计算机重启。
2.根据权利要求1所述的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，其特征在于，所述光/电数据采集单元包括远端模块、数据光纤、能量光纤和本地模块；所述远端模块包括模拟电信号采集模块、高压侧A/D转换模块、电/光变换模块和光/电能转换模块；所述本地模块包括本地侧D/A转换模块、光/电能转换模块、激光器、驱动电路和电源；所述模拟电信号采集模块、高压侧A/D转换模块、电/光变换模块和光/电能转换模块顺次连接；所述模拟电信号采集模块与高精度采样电阻两端连接；所述本地侧D/A转换模块、光/电能转换模块、激光器、驱动电路和电源顺次连接；所述本地侧D/A转换模块与本地中心计算机连接；所述电/光变换模块与光/电转换模块通过数据光纤连接；所述电源与所述光/电能转换模块通过能量光纤连接。
3.根据权利要求2所述的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，其特征在于，所述远端模块安装在绝缘子串低压侧，用于采集泄漏电流信号并转化成数字信号。
4.根据权利要求2所述的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，其特征在于，所述本地模块安装在低压侧，用于对远端模块传来的信号进行处理，并通过USB串口与本地中心计算机通信。
5.根据权利要求2所述的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，其特征在于，所述能量光纤用于将电能传输到光电能转换模块，然后光电能转换模块将光能转换为电能，为高压侧A/D转换模块、模拟电信号采集模块和电/光变换模块供能。
6.根据权利要求2所述的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，其特征在于，所述数据光纤用于将远端模块采集和处理后的泄漏电流信号传送到本地模块。
7.根据权利要求1所述的一种光电式特高压直流绝缘子泄漏电流监测系统，所述高精度采样电阻、瞬态抑制二极管TVS和模拟电信号采集模块安装于铝合金盒中，铝合金盒体固定于±800kV杆塔横梁上。
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