CN105223401A - 避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置，属于电子测量设备领域。其特征在于该仪器包括：电子式互感器、采集调理单元、程控电源模块、无线发射单元。本发明与现有技术比较，有如下优点：1、安全系数高本发明采用可开启互感器，只需要把装置固定在避雷器的支柱上，让可开启互感器“穿心”而过即可，对电网系统没有任何不良影响；作业人员不必去现场，通过现有以太网就可以实现状态检修，人身安全系数高。2、准确度高、实用性强本发明所采集的模拟量只有一个。采用全新的信号处理技术，可以设置可靠的报警、越限条件。既能满足状态检修的需要，又能大幅减少工作量。

Description

避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置

技术领域

本发明涉及一种避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置，属于电子测量设备领域。

背景技术

目前电力系统运行的避雷器在线监测装置主要有泄漏电流互感器、电压互感器、信号处理单元和通讯及供电回路四个主要部分组成。电流信号由泄漏电流互感器从避雷器的接地线取得，A/D转换为数字信号，经过传输回路处理后送入信号处理单元；电压信号从现场PT的二次侧引入5A/100V信号，由金属导线引入监测装置自带的电压互感器，将5A/100V的信号转换成幅值小于10V的低功率模拟信号，经过A/D转换为数字信号，也送入信号处理单元；进行全电流、阻性电流、容性电流、介损角(Φ)等参数的计算。这种测试方式从信号采集到最终计算环节多，各个环节都会给监测结果带来误差，造成避雷器在线监测综合误差过大，起不到状态检修的作用。另外，现场要取PT二次侧电压，有可能造成电压接地，极易引入新的隐患。通常在实际安装过程中，往往要停电，而且还要铺设通讯、供电电缆，开挖沟槽，不易安装。最主要的原因还在于目前的在线监测装置无法设置可靠的报警、越限条件。往往是投资较大，增加了新的工作量，也不能达到状态检修的效果。在线监测作为状态检修的重要手段，目前运行的在线监测装置不能达到状态检修的要求，没有推广的价值和意义，可有可无。

发明内容

伴随着互感器技术的发展，电子式有源电流互感器技术已经非常成熟，不但能够直接输出数字采样信号，而且精度高，线性度好，还可以开启，便于安装。二次信号经过采集和调理，打包成特定格式的数据包。在程控电源模块的控制下，可以按照设置好的自动模式自动发送到后台，也可以由后台通过人工模式即时选取自己需要的数据。数据的传输采用无线链路作为通道，传输回路也不需要特殊转换和变换，只需要按照约定的格式读取即可。无线发射单元经过特殊处理，能满足在复杂电磁环境下进行不连续通讯的需要。这样一来，整个避雷器再线监测就能解决目前存在的诸多问题。电子式电流互感器误差小，不取现场PT二次侧电压信号，电压相位“偏移”的问题就不存在，也就不存在金属导线长距离传输信号的压降问题。通过一个通道采集数据，就避免了两个通道取数据，由于处理芯片性能引起的“漂移”问题。信号采集完成后，就地数字化，尽可能降低了电磁干扰，避免引入新的误差。整个装置和电网的一次系统没有任何连接，可开启的“穿心”电流互感器使得避雷线不必打开，就可以完成安装，没有改变现有一次系统的连接，就没有引入新“隐”患的风险。通过处理采集的电流信号反映电压相位，不取现场PT的信号，就不存在PT二次侧接地的风险。装置采用太阳能电池供电和无线通道传输数据，没有供电和通讯电缆，安装起来非常容易、简单，同时也降低了应用成本。装置采用全新的信号处理技术，可靠的报警、越限特征明显，而且便于设置，方便了检修、运维作业人员的工作，能够给状态检修工作提供相对可靠的依据，具有一定的指导意义。

鉴于目前电力系统避雷器在线监测的状况，市场上还未出现避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置。在这种背景下，本发明避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置实现了一种新型的避雷器在线监测装置，监测结果能够自动分析、记录、发送。

避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置包括电子式互感器、采集调理单元、程控电源模块、无线发射单元。电子式互感器感应到的信号由采集调理单元生成数据，并进行调制打包，数据包在程控电源模块的限定下，由无线发射模块向后台发送。

电子式互感器由基于Rogowski硬质线圈的电流采样、数字化模块、18650锂离子构成的有源互感器。

采集调理单元包括三个数据采集模块、三个逻辑处理单元、三个调理控制单元组成。

程控电源模块由太阳能电池组、锂离子蓄电池组、程控模块组成，主要实现对整个装置的供电和电源管理，并限定装置在自动或人工模式下运行。

无线发射单元由无线发射模块及天线组成。经过特殊处理，能够完成在复杂电磁环境下按照特定的数据格式向后台可靠发送数据包。为应用程序。

本发明与现有技术比较，有如下优点：

1、安全系数高

本发明采用可开启互感器，和电网的一次系统没有任何接触，也不对一次系统做任何改变。只需要把装置固定在避雷器的支柱上，让可开启互感器“穿心”而过即可。整套装置对电网系统没有任何不良影响，非常安全。在整个在线监测过程中，作业人员也不必去现场，通过以太网就可以实现状态检修的前期排查，人身安全系数高。

2、准确度高、实用性强

本发明所采集的模拟量只有一个。整套装置综合误差非常小，比较现有装置电压、电流同时采样综合准确度水平不高，安装困难，有了根本的改变。且全新的信号处理技术，可以设置可靠的报警、越限条件，既满足了状态检修的需要，又能满足减少工作量的要求。

附图说明

图1是本发明所提出的避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置的原理框图；

具体实施方式

本发明所提出的避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置的原理框图如图1所示，包括：

电子式互感器1，用来对避雷器接地线泄漏电流进行采样；

采集调理单元2，用来采集并生成数据包；

程控电源模块3，对整套装置供电，限定装置的运行方式；

无线发射单元4，按照特定的数据格式向后台发送数据包。

Claims (5)

1.一种避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置，其特征在于该装置包括：电子式互感器、采集调理单元、程控电源模块、无线发射单元。电子式互感器感应避雷器接地泄漏电流信号；采集调理单元对感应到的泄漏电流信号高速采集并生成数据包；程控电源模块为整套装置供电，并限定装置的运行方式；无线发射单元按照特定的数据格式向后台发送数据包。

2.如权利要求1所述的避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置，其特征在于其中所述的电子式互感器由三个内径30mm，外径58mm，高14mm，匝数为1000的Rogowski线圈、数字化模块、一组1860锂离子电池组。

3.如权利要求1所述的避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置，其特征在于其中所述的采集调理单元，由三个数据采集模块、三个逻辑处理单元、三个调理控制单元组成。

4.如权利要求1所述的避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置，其特征在于其中所述的程控电源模块由一组太阳能电池、一组锂离子蓄电池、三块程控模块组成。

5.如权利要求1所述的避雷器接地电流信号有源采集及无线变送装置，其特征在于其中所述的无线发射单元，由三组无线发射模块及三只天线组成。