CN103454486A - 一种避雷器性能参数检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种避雷器性能参数检测装置，包括：用于将MOA避雷器的阻性电流、容性电流计进行采集和谐波分析补偿计算，并将计算值输出至MOA避雷器状态在线监测集控终端机电流监测器的电流监测器；用于将监测值经数据处理后传输出至计算机的MOA避雷器状态在线监测集控终端机；用于远程查看、控制避雷器电流监测器的计算机；MOA避雷器连接若干电流监测器，若干电流监测器分别连接MOA避雷器状态在线监测集控终端机，各MOA避雷器状态在线监测集控终端机连接至计算机。该装置通过三次谐波分析法和独特补偿计算技术，计算出阻性电流、容性电流的变化对MOA的早期故障进行准确判断，实现对变电站内所有MOA避雷器的实时集中监测。其操作简便、安全可靠、性价比高。

Description

一种避雷器性能参数检测装置

技术领域

本发明涉及电力系统避雷器检测装置，特别涉及一种避雷器性能参数检测装置。

背景技术

避雷器电流等参数检测装置主要应用于变电站避雷器在线监测，安装方式采用传统计数器安装方式。

目前国内外用于避雷器监测的方法主要有以下几种：

1、基于光纤传输的避雷器在线监测

其工作原理将避雷器用监测器测得的全电流（漏电流）变换成光脉冲信号，由光纤进行光传输再由光电变换器变换成485总线，实现远传功能，它的工作过程是MOA避雷器的全电流对电容器充电，电容器的二端电压逐步上升与时基芯片的比较端进行比较当电容器二端的电压大于比较端比较电压时，时基芯片的输出端由高电平变为低电平或低电平变为高电平，经驱动级点亮发光二极管同时对电容器放电形成一个压频变换电路，实现无源信号变换光纤传输的一种理想的电路。

这种方法确实解决了数据远传的问题，但在实用过程中存在不少问题，有的安装不到半年就无法正常工作。

（1）在压频电路中电容器的电容值很不稳定受环境温度的变化随之变化，经测试，环境温度在5度以下或30度以上时检测电流显示值及远传信号很不稳定，环境温度在零下的时检测电流显示值及远传就无法工作，压频电路中的光二极管启始电流离散性很大，造成测量结果与远传信号的不稳定；

（2）光纤容易受外界因素影响，如：风吹动造成光纤接头的光束偏离原位导致系统时好时坏；光纤的外皮不能抵抗紫外线长期在阳光中的照射，光纤的的外皮老化局部出现裂点后接收外界光造成传输不正常。

（3）监测器上的光接口漏水比较严重及光电转换器同样存在密封不良，达不到防水等级要求。

2、采用从PT取参考电压，通过对相间干扰进行补偿，实现避雷器在线监测

其工作原理是输入电流电压经过数字滤波后，取出基波，然后用投影法计算出阻性电流基波峰值，因基波数值稳定，故采用阻性电流基波峰值衡量避雷器性能。

另外，总电流基波峰值在电压基波方向的投影与在垂直方向投影的夹角即电流电压基波相位角，也能直观衡量MOA性能。

该种原理存在的不足：

（1）相间干扰问题。

现场测量时，一字排列的避雷器，中间B相通过杂散电容对A、C泄漏电流产生影响，使A相

减小，阻性电流增大，C相

增大，阻性电流减小甚至为负，这种现象称相间干扰。实际应用时要想办法对相间干扰进行补偿。

（2）需要从PT上取电压信号。

虽采用了隔离变压器取样，但对电网还是会产生一个事故隐患，万一信号取样产生短路会造成PT不正常，随着智能化电网的不断实施，PT也要求实现智能化，采用数字传输，这样就无法再从PT中取出电压信号。

发明内容

本发明的目的是提供一种避雷器电流性能等参数检测装置，通过电流传感器取出泄漏电流的波形，再通过三次谐波分析法和独特补偿计算技术，计算出阻性电流、容性电流。将测量结果通过总线的方式传输至后台，实现远传。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种避雷器性能参数检测装置，包括：

——电流监测器，用于将MOA避雷器的阻性电流、容性电流计进行采集和谐波分析补偿计算，并将计算值输出至MOA避雷器状态在线监测集控终端机电流监测器；

——MOA避雷器状态在线监测集控终端机，用于将电流监测器的监测值经数据处理后传输出至计算机；

——计算机，用于远程查看、控制避雷器电流监测器；

所述MOA避雷器连接若干电流监测器，若干电流监测器分别连接MOA避雷器状态在线监测集控终端机，各MOA避雷器状态在线监测集控终端机连接至计算机，从而达到避雷器电流参数的实时检测。

进一步地，所述电流监测器包括两个回路，一路为就地检测就地显示单元，一路为数据处理计算上传单元；

所述就地检测就地显示单元，包括与MOA避雷器连接的电阻片，电阻片连接信号处理电路，信号处理电路分别连接有毫安电流表、微安电流表和指针式计数器；

所述数据处理计算上传单元，包括与MOA避雷器连接的电流传感器，电流传感器转直电路，交转直电路分别连接运算放大器和AD转换电路，运算放大器和AD转换电路运放电路分别连接CPU主控电路，CPU主控电路连接通信模块；通信模块与MOA避雷器在线监测集控终端机相连。

进一步地，所述CPU主控电路将全波电流分离出基波电流和三次谐波电流，计算出基波电流与三次谐波的夹角，通过计算得出的夹角计算出阻性、容性电流；所述阻性、容性电流通过下式得到：

Ｉr＝Ｉxt－Ｉcp×cos｛（ｔ－ｔcp）×360／Ｔ｝

式中，Ｉr为阻性电流；Ｉxt为采样全电流信号；Ｉcp为Ｉxt的半波中第一个峰值，它被设为容性电流的峰值；ｔ为任意时刻；ｔcp为Ｉcp对应的时刻；Ｔ为全电流周期。

进一步地，所述通信模块与MOA避雷器在线监测集控终端机采用RS485通信方式。

进一步地，所述MOA避雷器状态在线监测集控终端机包括采集单元，采集单元分别连接有数据处理单元、显示单元、操作单元和通信单元，数据处理单元分别连接有操作单元、显示单元和通信单元，采集单元、通信单元、数据处理单元、显示单元和操作单元分别与供电单元相连。

相对于现有技术，本发明的特点在于：

1）电流监测器为集全电流、阻性电流、容性电流以及放电动作次数等一体的参数检测装置。其中，数据处理单元采用三次谐波分析法和独特补偿计算技术，将全波电流分离出基波电流和三次谐波电流，计算出基波与三次谐波的夹角，通过得出的夹角计算出阻性、容性电流。

2）电流监测器在传统的检测方法上集成新的测量技术实现对避雷器各项参数的实时监测。无需取PT电压做参考信号，架构简单，安装方便。

3）MOA避雷器状态在线监测集控终端机能够将实时监测的阻性、容性电流经数据处理后传输至计算机，对避雷器状态进行实时在线的监测。

4）本装置克服了环境因素干扰、相间干扰及结构复构等劣势，更能有效的对避雷器状态进行实时在线的监测，适应未来智能电网的发展趋势。

附图说明

图1为本发明整体结构框图。

图2为电流监测器结构框图。

图3为MOA避雷器状态在线监测集控终端机结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，该避雷器性能参数检测装置，包括与变电站MOA避雷器相连的若干台电流监测器，电流监测器将MOA避雷器的阻性电流、容性电流计进行采集和谐波分析补偿计算，并将计算值输出至MOA避雷器状态在线监测集控终端机，MOA避雷器状态在线监测集控终端机，用于将电流监测器的监测值输出至计算机；计算机远程查看、控制避雷器电流监测器。若干个与MOA避雷器状态在线监测集控终端机电流监测器相连接的电流监测器采用无残压取样方式，运用三次谐波分析和补偿计算方式，计算出阻性电流、容性电流，再将计算结果通过数据总线传输至MOA避雷器状态在线监测集控终端机，状态在线监测集控终端机将计算结果集中整理后传输至计算机，通过计算机远程查看、控制避雷器电流，从而达到避雷器电流参数的实时检测。

如图2所示，电流监测器包括两个回路，一路为就地检测就地显示单元，一路为数据处理计算上传单元。

其中，就地检测就地显示单元，包括与MOA避雷器连接的电阻片，电阻片连接信号处理电路，信号处理电路分别连接有毫安电流表、微安电流表和指针式计数器。信号处理电路将取得的电流信号处理后，通过毫安电流表显示出全电流，通过微安电流表显示污秽电流，当有大的冲击电流时，指针式计数器工作，记录一次放电动作。

数据处理计算上传单元，包括与MOA避雷器连接的电流传感器，电流传感器交转直电路，交转直电路分别连接运算放大器和AD转换电路，运算放大器和AD转换电路运放电路分别连接CPU主控电路，CPU主控电路连接通信模块；通信模块与MOA避雷器在线监测集控终端机相连，通信模块与MOA避雷器在线监测集控终端机采用RS485通信方式。其中，电流传感器负责取全波电流信号，通过交转直电路传为模电信号，一路通过AD转换电路送入CPU进行处理、分析、计算出阻性电流、容性电流、相位差，另一路通过运放电路送入CPU用于放电动作计数，CPU将处理、计算后的数据再通过通信模块上传至MOA避雷器在线监测集控终端机。

CPU主控电路将全波电流分离出基波电流和三次谐波电流，计算出基波电流与三次谐波的夹角，通过计算得出的夹角计算出阻性、容性电流。

所述阻性、容性电流通过下式得到：

Ｉr＝Ｉxt－Ｉcp×cos｛（ｔ－ｔcp）×360／Ｔ｝

式中，Ｉr为阻性电流；Ｉxt为采样全电流信号；Ｉcp为Ｉxt的半波中第一个峰值，它被设为容性电流的峰值；ｔ为任意时刻；ｔcp为Ｉcp对应的时刻；Ｔ为全电流周期。

电流监测器将两个电路合并到一个装置中，即保持了传统计数器的功能，又实现了对MOA避雷器阻性电流、容性电流的监测并上传。

如图3所示，MOA避雷器状态在线监测集控终端机包括采集单元、通信单元、数据处理单元、显示单元、操作单元和供电单元。采集单元分别连接有数据处理单元、显示单元、操作单元和通信单元，分别连接有操作单元、显示单元和通信单元，供电单元为采集单元、通信单元、数据处理单元、显示单元和操作单元提供电源。采集单元将采集到的电流监测器的电流数据传输至数据处理单元，并通过操作单元将该数据进行处理后通过显示单元显示，并通过通信单元将处理后的数据传输至计算机。

本发明的原理是，在保持传统计数器功能前提下，通过电流传感器取出泄漏电流的波形，再通过三次谐波分析法和独特补偿计算技术，计算出阻性电流、容性电流。将测量结果通过数据总线的方式传输至MOA避雷器在线监测集控终端机，终端机将数据集中整理后上传至计算机，实现远传监测。

电流监测器中，采集单元为采集电流波形提供数据计算、分析。数据处理单元将采集电流波形进行分析计算，运用三次谐波分析法，计算出基波与三次谐波的夹角，再通过独特的补偿技术计算出阻性电流、容性电流。通信单元将计算结果以数字的形式通过总线上传。本地显示单元为保留传统计数器功能本地显示全电流与动作计数。

MOA避雷器状态在线监测集控终端机中，通信单元将各电流监测器上传的数据进行接收，并提供上传至PC机的接口。数据处理单元将各电流检测器上传来的数据进行集中整理分析，将异常数据分离出来特殊处理。显示单元将接收到的数据通信彩色液晶显示。操作单元可通过按键操作终端机以实现对终端机进行查看和设置。供电单元提供终端机所需用电源。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (5)

1.一种避雷器性能参数检测装置，其特征在于，包括：

——电流监测器，用于将MOA避雷器的阻性电流、容性电流计进行采集和谐波分析补偿计算，并将计算值输出至MOA避雷器状态在线监测集控终端机电流监测器；

——MOA避雷器状态在线监测集控终端机，用于将电流监测器的监测值经数据处理后传输出至计算机；

——计算机，用于远程查看、控制避雷器电流监测器；

所述MOA避雷器连接若干电流监测器，若干电流监测器分别连接MOA避雷器状态在线监测集控终端机，各MOA避雷器状态在线监测集控终端机连接至计算机，从而达到避雷器电流参数的实时检测。

2.根据权利要求1所述的避雷器性能参数检测装置，其特征在于：所述电流监测器包括两个回路，一路为就地检测就地显示单元，一路为数据处理计算上传单元；

所述就地检测就地显示单元，包括与MOA避雷器连接的电阻片，电阻片连接信号处理电路，信号处理电路分别连接有毫安电流表、微安电流表和指针式计数器；

所述数据处理计算上传单元，包括与MOA避雷器连接的电流传感器，电流传感器交转直电路，交转直电路分别连接运算放大器和AD转换电路，运算放大器和AD转换电路运放电路分别连接CPU主控电路，CPU主控电路连接通信模块；通信模块与MOA避雷器在线监测集控终端机相连。

3.根据权利要求2所述的避雷器性能参数检测装置，其特征在于：所述CPU主控电路将全波电流分离出基波电流和三次谐波电流，计算出基波电流与三次谐波的夹角，通过计算得出的夹角计算出阻性、容性电流；所述阻性、容性电流通过下式得到：

Ｉr＝Ｉxt－Ｉcp×cos｛（ｔ－ｔcp）×360／Ｔ｝

式中，Ｉr为阻性电流；Ｉxt为采样全电流信号；Ｉcp为Ｉxt的半波中第一个峰值，它被设为容性电流的峰值；ｔ为任意时刻；ｔcp为Ｉcp对应的时刻；Ｔ为全电流周期。

4.根据权利要求2所述的避雷器性能参数检测装置，其特征在于：所述通信模块与MOA避雷器在线监测集控终端机采用RS485通信方式。

5.根据权利要求1所述的避雷器性能参数检测装置，其特征在于：所述MOA避雷器状态在线监测集控终端机包括采集单元，采集单元分别连接有数据处理单元、显示单元、操作单元和通信单元，数据处理单元分别连接有操作单元、显示单元和通信单元，采集单元、通信单元、数据处理单元、显示单元和操作单元分别与供电单元相连。

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