CN103558476A - 一种高压电网运行状态检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压电网运行状态检测系统,它由多个运行状态检测点组成,每个运行状态检测点都包含一个高压带电传感器和同步计时单元，所述系统由同步计时单元提供同步检测时间，使多个运行状态检测点的检测时间准确同步，它用于研究高压电网的运行环境对电网设备和器材运行状态的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压电网运行状态检测系统，它由多个运行状态检测点组成，每个运行状态检测点都包含一个高压带电传感器和同步计时单元，所述系统由同步计时单元提供同步检测时间，使多个运行状态检测点的检测时间准确同步，它用于研究高压电网的运行环境对电网设备和器材运行状态的影响。
背景技术
电力系统的输电、变电、配电和用电环节中，输电环节在电网建设中显得尤为重要。输电线路在线监测系统能够提取线路中重要的特征向量，实时地了解线路状况，并能做出正确的处理，通过通信网络层传输至控制台，控制中心通过智能模型判断出线路的当前状态，输出对应的处理方式，再传达到相关部门实施。但采用网络通信方式造价昂贵目前仍以人工巡视为主。随着电网容量的不断扩大，设备大量增加，高压电网又广泛分布在平原及高山峻岭中，高压电网设备和器材直接暴露于自然环境之中，运行环境相当恶劣，运行人员还要及时把巡视情况和各种测试记录在案，如果仍大都依靠人工巡视检测将耗费大量人力物力，因此大量现场快捷、有效的输电线路的运行状态实时监测装置，是当前高压电网运营的重要课题之一。
发明内容
直接安装在输电线路上实时记录设备运行状态特征量的测量系统，是实现状态监测、故障评估和检修的重要手段。但由于安装在输电线路上的测量装置一般各自独立，测量装置中的常规计时器存在计时误差，两个计时器每日相差几分钟很正常，当计时器运行一段时间后，累积误差将相当可观，因此不同的运行状态检测点，在突发事件和日常环境监测的各时间点所记录的测量数据已失去了作准确比较的意义，这就可能难以分辨设备运行征兆、气象条件和故障之间的相互联系。另一方面各测量装置要想通过互联网通信，实现长时间实时准确同步测量，需要大量的人力、物力、财力，因此迫切需要一种简单准确的同步测量装置。
本发明涉及一种高压电网运行状态检测系统，它由多个监测同一条高压输电线路的运行状态检测点组成，各运行状态检测点互相独立，并按预置时间定时检测，它可装于室内或室外。每个运行状态检测点都包含一个高压带电传感器、同步计时单元、电子开关和综合实时监测单元。其中高压带电传感器是市场上一种用于高压带电显示装置的产品配套件，高压带电传感器被做成支柱绝缘子装于高压输电线路上，其中心有一棒式电容抽压芯子，它是一种经焙烧而成的功能陶瓷，其外围由环氧树脂加热后真空浇铸制成，其上法兰盘与高压带电母线接触并用来固定带电的母线。１０ｋＶ级棒式电容抽压芯子的电容值可达１４０～１６０ｐＦ，３５ｋＶ级可达５５ｐＦ左右，本发明使用时将其经一分压电容接地，从分压电容非接地端抽取分压。
按电容分压原理，分压电容的端电压可由下式确定：
Ｕ２＝【Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）】×Ｕ１
式中 Ｃ１－－－－ 棒式电容抽压芯子的电容量
Ｃ２－－－－ 分压电容
Ｕ１－－－－ 相电压
Ｕ２－－－－ 分压电容的端电压
如果以３５ｋＶ级高压带电显示装置产品中所采用的Ｃ１为５５ｐＦ，Ｃ２为３９２４ｐＦ，则Ｃ２两端电压经计算可得：３５ＫＶ时Ｕ２为２８０Ｖ，１０ｋＶ时Ｃ１取１６０Ｐｆ，Ｕ２为２２６Ｖ，该分压再经分压电阻送入同步计时单元。同步计时单元中的周波检测电路，将该分压信号经滤波放大处理，有效清除各种高次谐波信号和相邻相或者相邻线路的电场影响和其它常见的干扰，再经同步计时单元中的单片机中断口送入该单片机进行电网周波过零信号的识别计数，对电网周波的计数即对电网周波的一个特征值计数，这里采用对电网周波过零信号计数，并用该电网周波过零信号的计数值作为系统的同步时间基准。由于电网电源频率低，频率固定，且仅在过零点判定计数，因此具有很高的准确性和稳定性。同步计时单元输出电网周波过零信号的计数信号，经单片机串行口送综合实时监测单元处理，综合实时监测单元按预置的以电网周波过零信号的计数值表示的各时间点，进行同步定时检测和记录。
所述综合实时监测单元，是由一台或多台高压电网的的各种运行参数和周围环境气象信息的在线检测装置组成，它根据需要由市场中生产厂提供，它与同步计时单元和上位机之间均具有相互通信能力。这些在线检测装置中的传感器分别采集线路上的设备信息及周围环境的微气象信息包括：导线温度、绝缘子污秽测量，环境大气温度、湿度、雾、雨水电导率等信息，并将这些信息输入在线检测装置中处理，通过部署大量传感器节点，可以获得长时间、高分辨率的环境数据。
所述各个运行状态检测点中的同步计时单元，是在同一时间开始对电网周波过零信号计数的，这个时间是由各运行状态检测点的ＰＣ机，利用互联网上发布的北京时间，即国家授时中心的标准时间或其它约定机构所发布的时间，一致地将该时间点信号经ＵＳＢ／ＲＳ２３２转接卡，送入电子开关中的单片机Ⅱ处理，触发接通电子开关，从而接通同步计时单元的电源，使各运行状态检测点在同一时间开始对电网周波过零信号计数。操作时，先关断机械式电源开关，待与之并联的电子开关接通后再接通机械式电源开关。各综合实时监测单元是在预置的一系列电网周波过零信号的计数值上进行检测，并对检测结果进行记录，以供各运行状态检测点的高压设备和器材的运行状态进行对比研究，并分辨设备运行征兆、气象条件和故障之间的相互联系。
附图说明：
图１是一种高压电网运行状态检测系统的电路结构方框图。
具体实施方式：
一种高压电网运行状态检测系统的电路结构方框图如图１所示， 它装于室外用于对同一条高压输电线路的设备和器材的运行状态进行检测和对比研究。该系统由多个运行状态检测点组成，每个运行状态检测点都包括高压带电传感器１、同步计时单元２、综合实时监测单元３、电子开关４、ＰＣ机５和ＵＳＢ／ＲＳ２３２转接卡６组成，其中高压带电传感器１是市场上高压带电显示装置产品的配套件，其分压信号经分压电阻Ｒ送入同步计时单元２。同步计时单元２包含周波检测２１、单片机２２。电子开关４和ＰＣ机５之间接一ＵＳＢ／ＲＳ２３２转接卡６，它使电子开关４中单片机Ⅱ能通过其串行口与ＰＣ机５的ＵＳＢ口通信。综合实时监测单元３包含绝缘子污秽在线测量，导线温度红外检测和环境监测，环境监测是监测环境大气温度、湿度、雨水电导率等。在雾、露、毛毛雨等不利气象条件下各种设备可能发生的绝缘故障，污秽绝缘子可能在较低的电压下发生闪络、热故障，在设定的同步检测时间点的环境监测和高压输电设备的运行状态检测，用于实现在准确同步的时间点测量数据的对比研究和故障判定。
Claims (2)
1.一种高压电网运行状态检测系统，它由多个监测同一条高压输电线路的运行状态检测点组成，其特征是：每个运行状态检测点都包含一个高压带电传感器、同步计时单元、电子开关和综合实时监测单元，其中高压带电传感器是市场上一种用于高压带电显示装置的产品配套件，其中心有一棒式电容抽压芯子，本发明使用时将其经一分压电容接地，从分压电容非接地端抽取分压，该分压再经分压电阻送入同步计时单元，同步计时单元中的周波检测电路，将该分压信号经滤波放大处理，有效清除各种高次谐波信号和相邻相或者相邻线路的电场影响和其它常见的干扰，再经同步计时单元中的单片机中断口送入该单片机进行电网周波过零信号的识别计数，并用该电网周波过零信号的计数值作为系统的同步时间基准，同步计时单元输出电网周波过零信号的计数信号，经单片机串行口送综合实时监测单元处理，综合实时监测单元按预置的以电网周波过零信号的计数值表示的各时间点，进行同步定时检测和记录；所述各个运行状态检测点中的同步计时单元，是在同一时间开始对电网周波过零信号计数的，这个时间是由各运行状态检测点的ＰＣ机，利用互联网上发布的北京时间，将该时间点信号经ＵＳＢ／ＲＳ232转接卡，送入电子开关中的单片机Ⅱ处理，触发接通电子开关，从而接通同步计时单元的电源，使各运行状态检测点在同一时间开始对电网周波过零信号计数，操作时，先关断机械式电源开关，待与之并联的电子开关接通后再接通机械式电源开关；各综合实时监测单元是在预置的一系列电网周波过零信号的计数值上进行检测，并对检测结果进行记录，以供各运行状态检测点的高压设备和器材的运行状态进行对比研究，并分辨设备运行征兆、气象条件和故障之间的相互联系。
2.根据权利要求1所述的一种高压电网运行状态检测系统，其特征在于它包括：
所述高压带电传感器，是市场上高压带电显示装置产品的配套件；
所述同步计时单元，包含周波检测、单片机；
所述电子开关和ＰＣ机之间接一ＵＳＢ／ＲＳ232转接卡，使电子开关中单片机Ⅱ能通过其串行口与ＰＣ机的ＵＳＢ口通信；
所述综合实时监测单元，用于在设定的同步检测时间点的环境监测和高压输电设备的运行状态检测。
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