CN118130867A - 一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力装置检测技术领域，提出了一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法及系统，包括依次连接的电流检测模块、中央处理器以及电压检测模块；电流检测模块连接避雷器用于检测避雷器的全电流；电压检测模块连接至电网线路上的变压器的低压输出端，用于检测变压器低压输出端的电压；根据测量的变压器低压输出端的电压以及避雷器的全电流，计算避雷器阻性电流。从变电站低压380V动力电源取电压信号，既安全又可靠，不需要继电保护人员配合，提高了氧化锌避雷器带电检测效率。适用于电力系统110KV及以上敞开式布局的重症氧化锌避雷器阻性电流在线检测。

Description

一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法及系统

技术领域

本发明涉及电力装置检测相关技术领域，具体地说，是涉及一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

氧化锌避雷器连接在导线和地之间的一种防止雷击的变电设备，能释放雷电或兼能释放电力系统操作导致的过电压能量，保护变电站的设备，避免瞬时过电压危害，又能截断续流，又可以实现接地短路的保护；通常与被保护变电设备并联。

氧化锌避雷器可以有效地保护电力设备，一旦出现不正常电压，氧化锌避雷器产生作用，起到保护作用，当电压值正常后，氧化锌避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。氧化锌避雷器不仅可用来防护大气高电压，也可用来防护操作高电压。如果出现雷雨天气，电闪雷鸣就会出现高电压，变电设备就有可能有危险，此时氧化锌避雷器就会起作用，保护变电设备免受损害。氧化锌避雷器是使雷电流流入大地，使变电设备不产生高压的一种装置，保护变电设备不受雷电和电力系统操作过电压损害。

发明人在研究中发现，目前变电站氧化锌避雷器带电检测需要到现场进行，当发现重症氧化锌避雷器时，短时间无法进行更换，需要检测人员定期对重症氧化锌避雷器进行复测或在线跟踪检测。并且，如图1所示，传统检测方法是需要从被测氧化锌避雷器所属母线电压互感器（PT）二次取电压信号，测得三相氧化锌避雷器全电流和同相电压的相位差来计算三相氧化锌避雷器阻性电流，从母线PT二次取电压信号，需要继电保护人员配合，存在作业危险。若在线跟踪检测，长时间从母线PT二次取电压信号，使得母线PT二次运行存在安全风险。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法及系统，适用于电力系统110KV及以上敞开式布局的重症氧化锌避雷器阻性电流在线检测。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，包括依次连接的电流检测模块、中央处理器以及电压检测模块；电流检测模块连接避雷器用于检测避雷器的全电流；电压检测模块连接至电网线路上的变压器的低压输出端，用于检测变压器低压输出端的电压；根据测量的变压器低压输出端的电压以及避雷器的全电流，计算避雷器阻性电流。

一个或多个实施例提供了一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法，包括如下步骤：

对避雷器所属母线电压与变电站低压输出端电源电压进行双电源核相；

获取检测的避雷器的全电流；

获取检测的变压器的低压输出端的相电压；

检测避雷器的全电流与对应相变压器的低压输出端的相电压的夹角，并根据变压器的接线计算补偿角度；

根据全电流、相电压以及检测的角度计算避雷器的阻性电流。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开中，采用变压器低压端低压380V动力电源的氧化锌避雷器阻性电流计算方法，对重症氧化锌避雷器进行复测阻性电流，从变电站低压380V动力电源取电压信号，既安全又可靠，不需要继电保护人员配合，提高了氧化锌避雷器带电检测效率。若在线跟踪检测氧化锌避雷器阻性电流，从变电站低压380V动力电源取电压信号，可长时间取电压信号，降低了氧化锌避雷器带电检测的安全风险。

本发明的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。

图1是本公开的氧化锌避雷器的传统测试接线图；

图2是本公开实施例1的氧化锌避雷器的测试接线图；

图3是本公开实施例1的主变压器为Y/Y/△（Y/△）和站用变Y/Y接线方式下A相的阻性电流与全电流关系示意图；

图4是本公开实施例1的主变压器为Y/Y/△（Y/△）和站用变Y/Y接线方式下B相的阻性电流与全电流关系示意图；

图5是本公开实施例1的主变压器为Y/Y/△（Y/△）和站用变Y/Y接线方式下C相的阻性电流与全电流关系示意图

图6是本公开实施例1的主变压器为Y/Y/△（Y/△）和接地变ZNyn11接线方式下A相的阻性电流与全电流关系示意图；

图7是本公开实施例1的主变压器为Y/Y/△（Y/△）和接地变ZNyn11接线方式下B相的阻性电流与全电流关系示意图；

图8是本公开实施例1的主变压器为Y/Y/△（Y/△）和接地变ZNyn11接线方式下C相的阻性电流与全电流关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

实施例1

在一个或多个实施方式公开的技术方案中，如图2至图8所示，一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，包括依次连接的电流检测模块、中央处理器以及电压检测模块；电流检测模块连接避雷器用于检测避雷器的全电流；电压检测模块连接至电网线路上的变压器的低压输出端，用于检测变压器低压输出端的电压；根据测量的变压器低压输出端的电压以及避雷器的全电流，计算避雷器阻性电流。

避雷器的泄漏电流分为容性电流和阻性电流/>，阻性电流/>仅占全电流10%～20%。本实施例基于变电站电压端的三相四线动力电源电压为基准的氧化锌避雷器阻性电流，在已知变电站三相四线动力电源电压的情况下，要想求得氧化锌避雷器阻性电流/>，只需要测出变电站三相四线动力电源电压U和氧化锌避雷器全电流/>之间的角度θ，就能根据/>×cosθ计算，得出阻性电流/>的有效值。

进一步的技术方案，还包括核相装置，核相装置与中央处理器通信连接，在检测阻性电流之前，对氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压输出端电源电压进行双电源核相，确保变电站氧化锌避雷器所属母线电压必须与变电站低压输出端的电源电压一致。

其中，变压器包括依次连接的主变压器和从变压器，其中从变压器可以为站用变压器或者接地变压器，变电站低压输出端即为从变压器的输出端，一般用于提供380V交流电压。

本实施例中，采用变压器低压端低压380V动力电源的氧化锌避雷器阻性电流计算方法，对重症氧化锌避雷器进行复测阻性电流，从变电站低压380V动力电源取电压信号，既安全又可靠，不需要继电保护人员配合，提高了氧化锌避雷器带电检测效率。若在线跟踪检测氧化锌避雷器阻性电流，从变电站低压380V动力电源取电压信号，可长时间取电压信号，降低了氧化锌避雷器带电检测的安全风险。

在一些实施例中，为实现阻性电流的准确测量，还包括补偿角度测量装置：用于测量避雷器所属母线电压与变电站低压端电源电压之间的补偿角度、/>、/>；即对应不同相分别进行测量。

具体的，本实施例中避雷器为氧化锌避雷器。

可选的，还包括显示器，显示器与中央处理器通信连接，用于将实时监测的避雷器全电流和阻性电流生成的动态趋势曲线显示；

本实施例中，通过显示器动态显示测量结果的变化曲线，能够使得运维人员能够直观并及时掌握重症氧化锌避雷器裂化情况，便于科学合理安排停电计划进行更换。

在一些实施例中，根据变压器的不同的接线方式，确定补偿角度的大小，进而根据避雷器的全电流、变压器低压输出端的电压、全电流与变压器低压输出端的电压的夹角以及补偿角度计算避雷器的阻性电流。

阻性电流的计算方法说明如下：

本实施例针对变电站变压器不同的接线组别和站用变（接地变）不同的接线组别，确定不同的氧化锌避雷器阻性电流的计算方法；

变压器的接法包括：

1、主变压器为Y/Y/△（Y/△）和站用变Y/Y接线方式；

2、主变压器为Y/Y/△（Y/△）和接地变ZNyn11接线方式；

其中，Y表示星型接法，△表示三角型接法；

ZnYn11:Z为：三角形对星形接法，表示变压器一次绕组为三角型接线，Y表示变压器二次测绕组星型接线，n表示引出中性线，11表示二次测绕组的相角滞后一次绕组330度；

避雷器阻性电流的计算方法，具体说明如下：

1）变压器为Y/Y/△（Y/△）和站用变Y/Y接线方式下氧化锌避雷器阻性电流计算方法，如图3至图5所示；

关键需要测量电压补偿角度，传统的检测模式，是基于同一电压等级下，不存在补偿角度的问题，直接检测氧化锌避雷器电流与电压的角度。在变压器为Y/Y/△（Y/△）和站用变Y/Y接线方式下，变压器为Y/Y/△（Y/△）接线方式，需要测得高中压与低压绕组同相电压角度差、/>、/>，站用变Y/Y接线方式，一次绕组与二次绕组同相电压不存在角度差，氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源电压之间的补偿角度就为/>、/>、/>，测出变电站三相四线动力电源电压U和氧化锌避雷器全电流/>之间的角度θ和氧化锌避雷器全电流/>，需要进行角度补偿进行氧化锌避雷器阻性电流计算。

1.1）测量每一相避雷器的全电流；

实测A相氧化锌避雷器全电流；

实测B相氧化锌避雷器全电流；

实测C相氧化锌避雷器全电流；

1.2）测量避雷器全电流与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，为第一角度；

实测A相氧化锌避雷器全电流与变电站三相四线动力电源A相电压之间的角度；

实测B相氧化锌避雷器全电流与变电站三相四线动力电源B相电压之间的角度；

实测C相氧化锌避雷器全电流与变电站三相四线动力电源C相电压之间的角度；

采用变压器低压380V电源电压的氧化锌避雷器阻性电流计算，要检测氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源电压同相的补偿角度，在计算氧化锌避雷器阻性电流时，补偿氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源同相电压的补偿角度差。

1.3）测量避雷器所属母线电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，作为第一补偿角度；

实测A相氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源A相电压之间的角度；

实测B相氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源B相电压之间的角度；

实测C相氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源C相电压之间的角度；

1.4）第一角度与第一补偿角度差值的余弦乘以避雷器的全电流，得到避雷器阻性电流；

具体的，氧化锌避雷器阻性电流计算方法：

A相避雷器阻性电流：

B相避雷器阻性电流：

C相避雷器阻性电流：

2）主变压器为Y/Y/△（Y/△）和接地变ZNyn11接线方式下避雷器阻性电流计算方法，如图6至图8所示；

关键需要测量电压补偿角度，传统的检测模式，是基于同一电压等级下，不存在补偿角度的问题，直接检测氧化锌避雷器电流与电压的角度。

在主变压器为Y/Y/△（Y/△）和接地变ZNyn11接线方式下，需要测得主变压器高中压与低压绕组同相电压角度差为、/>、/>；接地变ZNyn11接线方式，一次绕组与二次绕组同相电压角度差为30度，避雷器所属母线电压与变电站低压输出端380V电源电压之间的补偿角度就为/>、/>、/>，主变压器为Y/Y/△（Y/△）接线方式，高中压与低压绕组同相电压角度差大约30度；接地变ZNyn11接线方式，一次绕组与二次绕组同相电压角度差为、/>、/>，氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源电压补偿角度为/>+、/>+/>、/>+/>，测出变电站三相四线动力电源电压U和氧化锌避雷器全电流/>之间的角度θ和氧化锌避雷器全电流/>，需要进行角度补偿进行氧化锌避雷器阻性电流计算。

具体说明如下：

2.1）测量每一相避雷器的全电流；

实测A相氧化锌避雷器全电流；

实测B相氧化锌避雷器全电流；

实测C相氧化锌避雷器全电流；

2.2）测量避雷器全电流与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，为第一角度；

实测A相氧化锌避雷器权电流与变压器低压端的三相四线动力电源A相电压角度；

实测B相氧化锌避雷器总电流与变压器低压端的三相四线动力电源B相电压角度；

实测C相氧化锌避雷器总电流与变压器低压端的三相四线动力电源C相电压角度；

采用低压380V电源电压的氧化锌避雷器阻性电流计算，要检测氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源同相的补偿角度，在计算氧化锌避雷器阻性电流时，必须补偿氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压380V电源同相的补偿角度差。

2.3）测量避雷器所属母线电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，作为第二补偿角度；

实测A相氧化锌避雷器所属母线电压与变压器低压A相电压之间的角度；

实测B相氧化锌避雷器所属母线电压与变压器低压B相电压之间的角度；

实测C相氧化锌避雷器所属母线电压与变压器低压C相电压之间的角度；

2.3）测量变压器低压A相电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，作为第三补偿角度；

实测变压器低压A相电压与变电站低压380V电源A相电压之间的角度；

实测变压器低压B相电压与变电站低压380V电源B相电压之间的角度；

实测变压器低压B相电压与变电站低压380V电源C相电压之间的角度；

2.4）第一角度减去第二补偿角度以及第二补偿角度得到角度差值，角度差值的余弦乘以避雷器的全电流，得到避雷器阻性电流；

氧化锌避雷器阻性电流计算方法：

A相避雷器阻性电流：；

B相避雷器阻性电流：；

B相避雷器阻性电流：；

本实施例中，应用基于低压380V电源的氧化锌避雷器阻性电流计算方法，可实时计算检测避雷器全电流和阻性电流，精准分析避雷器全电流和阻性电流变化趋势，根据避雷器全电流和阻性电流畸变快速预警。

通过本实施例提出的系统进行避雷器阻性电流测量，首先能够最大限度降低试验检测人员接触运行的触点风险，由于试验检测人员对二次回路接线方式不熟，存在接线的安全风险，此方法有效防止发生人身触电的风险。其次，采用此方法，避免从氧化锌避雷器所属母线PT二次取电压信号，即不需要保护人员配合，又可确保氧化锌避雷器所属母线PT安全可靠运行。并且，采用此方法，可以大大节省了人力物力的投入，每次检测由原来的5人减少到3人，大大节省人力物力，工作效率提高50%。检测既安全又可靠，极大缩短氧化锌避雷器阻性电流检测时间，可高效完成氧化锌避雷器带电检测工作。

实施例2

基于实施例1，本实施例中提供一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法，包括如下步骤：

步骤1、对避雷器所属母线电压与变电站低压输出端电源电压进行双电源核相；

步骤2、获取检测的避雷器的全电流；

步骤3、获取检测的变压器的低压输出端的相电压；

步骤4、检测避雷器的全电流与对应相变压器的低压输出端的相电压的夹角，并根据变压器的接线计算补偿角度；

步骤5、根据全电流、相电压以及检测的角度计算避雷器的阻性电流。

根据变压器的不同的接线方式，确定补偿角度的大小，进而根据避雷器的全电流、变压器低压输出端的电压、全电流与变压器低压输出端的电压的夹角以及补偿角度计算避雷器的阻性电流。

主变压器为Y/Y/△或Y/△接线方式，站用变Y/Y接线方式，避雷器所属母线电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，作为补偿角度；

主变压器为Y/Y/△或Y/△接线方式，接地变ZNyn11接线方式，测量避雷器所属母线电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度作为第二补偿角度，测量变压器低压A相电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，作为第三补偿角度，第二补偿角度与第三补偿角度的和为总补偿角度。

具体的，变压器不同接线下的避雷器阻性电流的计算方法，与实施例1中相同，本实施例不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，其特征在于：包括依次连接的电流检测模块、中央处理器以及电压检测模块；电流检测模块连接避雷器用于检测避雷器的全电流；电压检测模块连接至电网线路上的变压器的低压输出端，用于检测变压器低压输出端的电压；根据测量的变压器低压输出端的电压以及避雷器的全电流，计算避雷器阻性电流。

2.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，其特征在于：还包括核相装置，核相装置与中央处理器通信连接，在检测阻性电流之前，对氧化锌避雷器所属母线电压与变电站低压输出端电源电压进行双电源核相。

3.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，其特征在于：变压器包括依次连接的主变压器和从变压器，其中从变压器为站用变压器或者接地变压器。

4.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，其特征在于：还包括补偿角度测量装置，用于测量避雷器所属母线电压与变电站低压端电源电压之间的补偿角度。

5.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，其特征在于：还包括显示器，显示器与中央处理器通信连接，用于将实时监测的避雷器全电流和阻性电流生成的动态趋势曲线显示。

6.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，其特征在于：根据变压器的不同的接线方式，确定补偿角度的大小，进而根据避雷器的全电流、变压器低压输出端的电压、全电流与变压器低压输出端的电压的夹角以及补偿角度计算避雷器的阻性电流。

7.如权利要求6所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测系统，其特征在于：针对变电站变压器不同的接线组别和站用变或接地变不同的接线组别，确定不同的氧化锌避雷器阻性电流的计算方法。

8.一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

对避雷器所属母线电压与变电站低压输出端电源电压进行双电源核相；

获取检测的避雷器的全电流；

获取检测的变压器的低压输出端的相电压；

检测避雷器的全电流与对应相变压器的低压输出端的相电压的夹角，并根据变压器的接线计算补偿角度；

根据全电流、相电压以及检测的角度计算避雷器的阻性电流。

9.如权利要求8所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法，其特征在于：根据变压器的不同的接线方式，确定补偿角度的大小，进而根据避雷器的全电流、变压器低压输出端的电压、全电流与变压器低压输出端的电压的夹角以及补偿角度计算避雷器的阻性电流。

10.如权利要求8所述的一种氧化锌避雷器阻性电流在线检测方法，其特征在于：主变压器为Y/Y/△或Y/△接线方式，站用变Y/Y接线方式，避雷器所属母线电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，作为补偿角度；

或者，主变压器为Y/Y/△或Y/△接线方式，接地变ZNyn11接线方式，测量避雷器所属母线电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度作为第二补偿角度，测量变压器低压A相电压与变电站低压端电源对应相的相电压之间的角度，作为第三补偿角度，第二补偿角度与第三补偿角度的和为总补偿角度。