CN202994931U - 一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置 - Google Patents

一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置 Download PDF

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冯振保
王云涛
许根喜
张卓云
许磊
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SHANGHAI XINYING POWER TECHNOLOGY CO LTD
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Abstract

本实用新型涉及一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置,包括无线避雷器泄漏电流传感器、无线电压相位传感器、无线传感器网、现场数据采集器、数据传输平台和监测终端,所述的无线避雷器泄漏电流传感器、无线电压相位传感器分别通过无线传感器网与现场数据采集器连接,所述的现场数据采集器与数据传输平台连接,所述的数据传输平台与监测终端连接。与现有技术相比,本实用新型具有检测精度高、可靠性强等优点。

Description

一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种避雷器状态监测装置,尤其是涉及一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置。
背景技术
[0002] 金属氧化物避雷器已在电力系统中得到了广泛的应用,其作为电力设备的过电压保护装置,对电力设备安全运行起着很大的作用。避雷器在运行电压作用下产生泄漏电流,包括容性电流和阻性电流,其中容性电流的大小仅对电压分布有意义,并不影响发热,而阻性电流则是造成金属氧化物电阻片发热的真正原因。当避雷器内部出现异常时,主要是阀片严重劣化和内壁受潮等阻性分量将明显增大,并可能导致热稳定破坏,造成避雷器损坏。但这个持续电流阻性分量的增大一般是经过一个过程的,因此运行中监测金属氧化物避雷器的持续电流的阻性分量,是保证安全运行的有效措施。
[0003]目前开展避雷器带电测试方式有全泄漏电流在线测试技术和利用便携式测试仪定期带电检测阻性电流。这二种测试方式均存在不足之处,其中前者只能观测全泄漏电流无法区分容性电流和阻性电流,由于采用模拟测试技术结果易受空间电磁场干扰、精度差、准确度差;而后者无法实现实时监测,虽然能较为准确地测量阻性电流分量,但试验接线较繁琐,大型变电所引线布置复杂难以满足测试要求,雷雨季节前后各变电所普遍开展测试工作量大,此外测试过程中需要在运行设备上进行接线对工作人员及试验设备都有一定安全风险。因此,研究一种新型的避雷器状态监测系统已迫在眉睫。
[0004] 以往有过避雷器泄漏电流在线监控实验性产品,主要采用RS-485,CAN组成监控网络。其安全保证主要是光电隔离,然而这类避雷器泄漏电流在线监控方案的安全性是有疑问的。由于避雷器在动作时要承受巨大的雷击能量,避雷器泄漏电流监视器同样也要承受这个能量,如果采用这类在线监视技术不可避免的需要布设供电和通讯线缆,电源线只能采用铜缆,这会带来巨大风险,如果装置出现问题很可能将雷击能量引入控制室,导致故障扩散到变电站主控设备而使得整个变电站崩溃。由于安全风险巨大,采用此类在线监测方案的产品几乎没有得到变电站采用。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种检测精度高、可靠性强的基于无线传感技术的避雷器状态监测装置。
[0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007] 一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置,其特征在于,包括无线避雷器泄漏电流传感器、无线电压相位传感器、无线传感器网、现场数据采集器、数据传输平台和监测终端,所述的无线避雷器泄漏电流传感器、无线电压相位传感器分别通过无线传感器网与现场数据采集器连接,所述的现场数据采集器与数据传输平台连接,所述的数据传输平台与监测终端连接。[0008] 所述的无线避雷器泄漏电流传感器包括微电流感应线圈、控制器、湿度传感器和无线通讯单元,所述的控制器分别与微电流感应线圈、湿度传感器和无线通讯单元连接,所述的无线通讯单元与无线传感器网连接。
[0009] 所述的数据传输平台包括工控机、数据总线和服务器,所述的工控机与现场数据采集器连接,所述的工控机通过数据总线与服务器连接。
[0010] 所述的监测终端通过数据总线与服务器连接。
[0011] 与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
[0012] 1、由于采用了无线传感技术,现场布置接线简单方便,与同类设备比较避免了将运行雷电流引入控制室的风险,经试验验证监测体系数据稳定,与实际状态基本吻合。
[0013] 2、实时远程监控避雷器各项运行状态量,为运行及检修人员省去了大量的状态量现场采集工作,提高了工作效率,降低了安全风险。
[0014] 3、具有的缺陷专家诊断技术可对变电设备内部缺陷发展实时跟踪,作出趋势判断,当有状态量异常时能立即发出报警信号,相关部门随时可对异常设备历史数据进行人工查阅、分析,掌握异常状态量的发展规律,进而可以制定真对性强的检修策略,缩短检修时间,提高变电设备运行可靠性。
[0015] 4、避雷器状态监测装置的建设为状态检修深入开展提供了检修依据,对设备的绝缘监督和智能化建设也都有重要意义。
附图说明
[0016] 图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0018] 实施例
[0019] 如图1所示,一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置,包括无线避雷器泄漏电流传感器1、无线电压相位传感器2、无线传感器网3、现场数据采集器4、数据传输平台和监测终端6,所述的无线避雷器泄漏电流传感器I安装在避雷器7上,所述的无线避雷器泄漏电流传感器1、无线电压相位传感器2分别通过无线传感器网3与现场数据采集器4连接,所述的现场数据采集器4与数据传输平台连接,所述的数据传输平台与监测终端6连接。
[0020] 所述的无线避雷器泄漏电流传感器I包括微电流感应线圈、控制器、湿度传感器和无线通讯单元,所述的控制器分别与微电流感应线圈、湿度传感器和无线通讯单元连接,所述的无线通讯单元与无线传感器网连接。所述的数据传输平台包括工控机51、数据总线52和服务器53,所述的工控机51与现场数据采集器52连接,所述的工控机51通过数据总线52与服务器53连接。所述的监测终端6通过数据总线52与服务器53连接。
[0021] 无线传感器网络3(WSN)就是由许多集传感与驱动控制能力、计算能力、通信能力于一身,嵌入式节点传感器通过2.4GHz无线通讯方式互连起来的网络,采用TDMA突发跳时扩频和跳频扩频模式结合的方式通讯。
[0022] WSN技术应用到避雷器泄漏电流状态监测上特别合适。采用WSN技术可以很好的解决避雷器泄漏电流监测问题,由于WSN是无线通讯网络,每个电压、电流传感器与路由和主机都是通过无线联系,任何一个传感器的故障不会导致整个监测网络的崩溃,也不会将雷电流引入控制室,所以不会给变电站监测系统带来任何额外的风险,具有高度的系统可靠性。
[0023] 无线避雷器泄漏电流传感器I完成泄漏电流大小,谐波分析和雷击次数采集,以及现场温湿度数据采集,通过无线传感器网络(WSN)实现无线传输,将测量的结果送到现场数据采集器4。无线避雷器泄漏电流传感器I由微电流感应线圈、控制器、湿度传感器、无线通讯单元等组成,微电流感应线圈采集泄漏电流信号,具有灵敏度高、抗干扰强的特点,对ImA以下的泄流电流感应情况良好;控制器采用超低功耗快速傅里叶FFT算法分析,计算出泄漏电流中的基波及谐波分量;作为辅助判断设备同时配有环境温湿度传感器,可以实时测量避雷器工作环境湿度,因为在不同湿度环境下测量的电流数据有一定的差异,采用多传感器融合的方法给出比较正确的运行数据。
[0024] 无线电压相位传感器2的主要功能是产生避雷器监测单元所需的基准电压信号,同时测量基准电压信号与各电压等级及各相PT电压的相位,将测量结果通过WSN网络发送至避雷器现场处理元件,以用于计算全电流与母线电压的角差,进而计算出容性电流和阻性电流。PT电压信号取自母线压变二次侧,在二次端子上并接小型高阻采样装置,PT电压信号同样米用WSN技术传输。
[0025] 本实用新型在实验室对一组220kV氧化锌避雷器进行了验证,试验数据如下表1,检测结果符合实际情况,该系统检测精度高,可靠性强,试验取得了较好效果。
[0026]表 I
Figure CN202994931UD00051

Claims (4)

1.一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置,其特征在于,包括无线避雷器泄漏电流传感器、无线电压相位传感器、无线传感器网、现场数据采集器、数据传输平台和监测终端,所述的无线避雷器泄漏电流传感器、无线电压相位传感器分别通过无线传感器网与现场数据采集器连接,所述的现场数据采集器与数据传输平台连接,所述的数据传输平台与监测终端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置,其特征在于,所述的无线避雷器泄漏电流传感器包括微电流感应线圈、控制器、湿度传感器和无线通讯单元,所述的控制器分别与微电流感应线圈、湿度传感器和无线通讯单元连接,所述的无线通讯单元与无线传感器网连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置,其特征在于,所述的数据传输平台包括工控机、数据总线和服务器,所述的工控机与现场数据采集器连接,所述的工控机通过数据总线与服务器连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于无线传感技术的避雷器状态监测装置,其特征在于,所述的监测终端通过数据总线与服务器连接。
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