CN107677880A - 一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，包括电流测量装置、数据采集器、数据处理服务器和过电压监测应用系统；电流测量装置安装于避雷器低压端，电流测量装置用于测量避雷器低压端的电流；所述数据采集器用于采集电流测量装置测量的信号；所述数据处理服务器接收数据采集器采集的信号，数据处理服务器对避雷器对应母线的电压波形进行分析，通过与典型过电压波形进行对比，判断电压波形是否属于过电压及过电压类型；所述过电压监测应用系统与数据处理服务器通信连接，所述过电压监测应用系统将数据处理服务器的处理结果通过图文方式向用户显示。本发明解决了电容式电压互感器测量误差较大的问题。

Description

一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统

技术领域

本发明涉及电力系统在线监测技术领域，具体涉及一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统。

背景技术

电力系统过电压是威胁电力一次设备安全运行重要因素，当前，变电站电压监测主要依靠电容式电压互感器，电容式电压互感器通过电容分压将高压按照一定比例降低，而后通过电磁单元将减低后的高压转换为测量装置可承受的低压；由于电容式电压互感器特殊的结构形式及现有变电站电压采集频率的限制，导致了电容式电压互感器对高频电压分量的测量误差较大；由于过电压频率通常较高，现有互感器往往难以对其准确测量，导致很多由过电压引起的故障分析困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，解决电容式电压互感器测量误差较大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，包括电流测量装置、数据采集器、数据处理服务器和过电压监测应用系统；

所述电流测量装置安装于避雷器低压端，所述避雷器与母线连接，所述电流测量装置用于测量避雷器低压端的电流；

所述数据采集器与电流测量装置通信连接，所述数据采集器用于采集电流测量装置测量的信号；

所述数据处理服务器数据采集器通信连接，所述数据处理服务器接收数据采集器采集的信号，数据处理服务器对避雷器对应母线的电压波形进行分析，通过与典型过电压波形进行对比，判断电压波形是否属于过电压及过电压类型，所述数据处理服务器可以对指定类型的过电压进行发布，发布内容包括过电压发生时间、所在母线位置、过电压类型、过电压波形；

所述过电压监测应用系统与数据处理服务器通信连接，所述过电压监测应用系统将数据处理服务器的处理结果通过图文方式向用户显示。

变电站电压监测主要依靠电容式电压互感器，电容式电压互感器通过电容分压将高压按照一定比例降低，而后通过电磁单元将减低后的高压转换为测量装置可承受的低压；由于电容式电压互感器特殊的结构形式及现有变电站电压采集频率的限制，导致了电容式电压互感器对高频电压分量的测量误差较大。

本发明所述避雷器为现有技术，避雷器用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流幅值的一种电器。避雷器通常连接在电网导线与地线之间，然而有时也连接在电器绕组旁或导线之间，避雷器有时也称为过电压保护器，过电压限制器。

所述电流测量装置为现有技术，能够用于实时监测电流，其监测数据有效真实，而且误差小。

所述数据采集器为现有技术，能够用于采集电流信号，并将采集到的电流信号传递给数据处理服务器。

所述数据处理服务器为现有技术，具体是指具有CPU的硬件设施，不仅能够接收数据采集器发出的电流信号，而且够分析该信号判断是否过压以及过压的类型。

所述电压监测应用系统具体是指客户端的硬件设备，便于客户实时接收并读取数据处理服务器发出的过压分析结果。

本发明的发明构思是将现有的电流信号测量单元、采集单元和分析单元组合到一起用于变电站的母线过压实时监测，以及分析判断是否过压以及过压的类型，以解决电容式电压互感器测量误差较大的问题。

本发明所述过电压智能识别系统能够对过电压进行智能识别，即该装置能够检测避雷器尾端的泄漏电流(具体地，由于变电站发生过电压的几率比较小，所以尾端电流监测装置绝大多数时间处于监测正常泄漏电流的状态(由工频电压作用于避雷器高压端产生)，这种情况下如果对高频采集数据完全储备，对存储量的要求非常大。真正需要完全存储的是由过电压导致的泄露电流，因此系统具有对正常运行泄漏电流和过电压导致的泄漏电流进行模式识别的能力。对于正常运行时的泄漏电流，只需要采样其中的某些点进行存储，另外的点放弃存储，比如，1s系统监测数据为10⁶组数据，如果模式识别出该1s内没有出现过电压，则只需存储其中的10个数据，其他数据删除以节省存储空间)。对于采集到的由过电压引起的泄漏电流数据，系统可根据避雷器非线性电阻片的伏安特性曲线反推避雷器高压端承受的过电压波形，得到过电压波形后通过与数据分析服务器存储的典型过电压波形进行对比识别出过电压类型。因为站内避雷器安装点位较多，可以通过各个点位避雷器尾端检测装置检测到避雷器首端过电压波形、时间和幅值的不同确定过电压发生位置(即那个一次设备出现了过电压)。

综上，本发明通过设置测量避雷器低压端的电流的电流测量装置，然后通过数据采集器采集电流信号并将采集到的信号传递给数据处理服务器，在数据处理服务器内对电流信号进行分析判断电压波形是否属于过电压及过电压类型。因此，本发明实现了用于对变电站母线过电压进行实时监测，智能分析过电压类型，及时发布过电压讯息，具有采集装置带电取能，不停电安装的优点，便于对现有变电站的改造，解决了电容式电压互感器测量误差较大的问题。

进一步地，数据采集器通过数据传输光纤与电流测量装置连接，所述数据处理服务器通过通信通道与数据采集器连接，所述电流测量装置内设置有电光转换模块，电光转换模块将电信号转换为光信号，所述数据采集器内设置有信号转换单元，将光信号转换为数字信号。

进一步地，电流测量装置还具有对避雷器泄漏电流进行能量采集和存储的功能，不需要外部供电即可完成电流测量。

电流测量装置具有存储的功能能够对测量的电流进行存储，以便后期提出数据进行分析，也是数据的原始依据。

进一步地，数据采集器内还设置有数据存储器。

数据存储器能够对采集的电流进行存储，以便后期提出数据进行分析。

进一步地，电流测量装置包括两个端子，其中一个端子与避雷器下接线端相连，另一个接地。

避雷器的接地设置能够提高避雷器与电流测量装置的安全性。

进一步地，数据处理服务器为电脑。

进一步地，过电压监测应用系统为电脑、手机或平板。

进一步地，数据处理服务器和过电压监测应用系统为无线通信连接。

采用无线通信连接具有方便的优点，避免有线通信需要牵线的问题

进一步地，无线通信为WIFI、3G或4G网络。

进一步地，电流测量装置对避雷器尾端电流的采样频率大于等于10MHz，能够对造成避雷器导通的各种操作过电压电流波形进行记录。

以满足在各种类型过电压作用下对通过避雷器电流测量完整性的要求。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过设置测量避雷器低压端的电流的电流测量装置，然后通过数据采集器采集电流信号并将采集到的信号传递给数据处理服务器，在数据处理服务器内对电流信号进行分析判断电压波形是否属于过电压及过电压类型。因此，本发明可对变电站母线过电压进行监测并记录，通过分析给出过电压类型，便于对变电站一次设备过电压损坏的故障分析和处理，解决了电容式电压互感器测量误差较大的问题。

2、本发明避雷器尾端电流测量装置自带在线取能装置和能量存储装置，无需额外供电。

3、本发明可对避雷器泄漏电流进行实时监测，通过分析泄漏电流变化趋势对避雷器状态进行评价。

4、本发明可在避雷器带电运行情况下安装，便于对现有变电站进行改造。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，包括电流测量装置、数据采集器、数据处理服务器和过电压监测应用系统；

所述电流测量装置安装于避雷器低压端，所述避雷器与母线连接，所述电流测量装置用于测量避雷器低压端的电流，所述电流测量装置包括两个端子，其中一个端子与避雷器下接线端相连，另一个接地，所述电流测量装置内设置有电光转换模块，电光转换模块将电信号转换为光信号，所述电流测量装置对避雷器尾端电流的采样频率大于等于10MHz，能够对造成避雷器导通的各种操作过电压电流波形进行记录；

所述数据采集器位于变电站主控室，通过数据传输光纤采集安装于避雷器尾端的各个电流测量装置的实时测量数据(收集各个避雷器电流数据光信号)，所述数据采集器内设置有信号转换单元，将光信号转换为数字信号；

所述数据处理服务器通过通信通道与数据采集器连接，所述数据处理服务器接收数据采集器采集的信号，所述数据处理服务器将各个避雷器监测装置采集得到的电流波形与避雷器伏安特性结合，分析得到对应母线电压波形，数据处理服务器对避雷器对应母线的电压波形进行分析，通过与典型过电压波形进行对比，判断电压波形是否属于过电压及过电压类型，所述数据处理服务器可以对指定类型的过电压进行发布，发布内容包括过电压发生时间、所在母线位置、过电压类型、过电压波形所述数据处理服务器为电脑；

所述过电压监测应用系统与数据处理服务器通过WIFI、3G或4G网络连接，所述过电压监测应用系统将数据处理服务器的处理结果通过图文方式向用户显示，所述过电压监测应用系统为电脑、手机或平板。

在本实施例中，本发明通过设置测量避雷器低压端的电流的电流测量装置，然后通过数据采集器采集电流信号并将采集到的信号传递给数据处理服务器，在数据处理服务器内对电流信号进行分析判断电压波形是否属于过电压及过电压类型。因此，本发明实现了用于对变电站母线过电压进行实时监测，智能分析过电压类型，及时发布过电压讯息，具有采集装置带电取能，不停电安装的优点，便于对现有变电站的改造，解决了电容式电压互感器测量误差较大的问题。

实施例2：

如图1所示，本实施例基于实施例1，所述电流测量装置还具有对避雷器泄漏电流进行能量采集和存储的功能，不需要外部供电即可完成电流测量；所述数据采集器内还设置有数据存储器。

在本实施例中，所述电流测量装置和数据采集器均具有存储功能，可以对接收到信号或数据进行存储，以便后期的查询。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，包括电流测量装置、数据采集器、数据处理服务器和过电压监测应用系统；

所述电流测量装置安装于避雷器低压端，所述避雷器与母线连接，所述电流测量装置用于测量避雷器低压端的电流；

所述数据采集器与电流测量装置通信连接，所述数据采集器用于采集电流测量装置测量的信号；

所述数据处理服务器数据采集器通信连接，所述数据处理服务器接收数据采集器采集的信号，数据处理服务器对避雷器对应母线的电压波形进行分析，通过与典型过电压波形进行对比，判断电压波形是否属于过电压及过电压类型；

所述过电压监测应用系统与数据处理服务器通信连接，所述过电压监测应用系统将数据处理服务器的处理结果通过图文方式向用户显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述数据采集器通过数据传输光纤与电流测量装置连接，所述数据处理服务器通过通信通道与数据采集器连接，所述电流测量装置内设置有电光转换模块，电光转换模块将电信号转换为光信号，所述数据采集器内设置有信号转换单元，将光信号转换为数字信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述电流测量装置还具有对避雷器泄漏电流进行能量采集和存储的功能，不需要外部供电即可完成电流测量。

4.根据权利要求1所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述数据采集器内还设置有数据存储器。

5.根据权利要求1所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述电流测量装置包括两个端子，其中一个端子与避雷器下接线端相连，另一个接地。

6.根据权利要求1所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述数据处理服务器为电脑。

7.根据权利要求1所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述过电压监测应用系统为电脑、手机或平板。

8.根据权利要求1所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述数据处理服务器和过电压监测应用系统为无线通信连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述无线通信为WIFI、3G或4G网络。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种基于线路避雷器尾端电流监测的过电压智能识别系统，其特征在于，所述电流测量装置对避雷器尾端电流的采样频率大于等于10MHz，能够对造成避雷器导通的各种操作过电压电流波形进行记录。