CN211905534U - 避雷器在线监测远传系统 - Google Patents

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杨垒臣
吴毅
王念东
陆虎
叶露艳
杨照进
谭彦毅
邓水安
欧阳财岗
刘靖
高远龙
王亭俨
牟锦燕
甘孝琴
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Abstract

本实用新型公开了一种避雷器在线监测远传系统,包括无源监测单元、光电转换器、系统主机、电源单元;无源监测单元包括无源阻性电流传感器模块、微电流/电压转换及线性化处理模块以及带有动作计数模块的无源检测器,无源阻性电流传感器模块采集避雷器的泄漏电流,泄漏电流经微电流/电压转换及线性化处理模块处理后发送至光电转换器,再传送至系统主机;动作计数模块用于记录避雷器的放电次数,本系统可以实时监测避雷器的各项数据,有效的预防出现事故的几率,提高了变电运维人员对事故前现场的把控度,也直接减少人工现场抄录所浪费的时间,大大提升了运维人员的工作效率和运维水平,为电网的稳定运行提供了有效保障。

Description

避雷器在线监测远传系统
技术领域
本实用新型涉及电力设备监测技术,特别涉及一种避雷器在线监测远传系统。
背景技术
随着电力工业的迅猛发展、系统自动化水平以及对供电可靠性要求的提高。对变电站设备智能化需求越来越高,很多电网里所管理的变电站都可以实现无人值守的要求,减少人工繁杂操作的目标成为当今科技发展的主题之一。
为了使站内输电线路不受雷电冲击波破坏,通常在电缆线路的一端或两端装设避雷器,我们把这部分避雷器称为输电线路用避雷器,确保这些避雷器安全运行十分重要;常见的就是金属氧化物避雷器,它由金属氧化物阀片组成,其保护性能优于普通阀式避雷器和磁吹避雷器。非线性电阻阀片主要成分是氧化锌,氧化锌的电阻片具有极为优越的非线性特性。但正常工作电压下,由于阀片长期承受工频电压作用而产生劣化,引起电阻特性的变化,导致流过阀片的泄漏电流的增加。电流中的阻性分量急剧增加,会使阀片上温度上升而发生热崩溃,严重时,甚至引起避雷器的爆炸事故。随着电力系统内设备愈来愈趋向智能化,传统维护预防避雷器的方法存在着以下的缺陷和不足:
(1)当避雷器绝缘性能降低时,无法实时获取情况
输电线路用避雷器均为氧化锌避雷器,长期承受系统运行电压的作用,会有泄漏电流流过氧化锌避雷器,氧化锌阀片本质上是一种压敏电阻,当有泄漏电流流过时,氧化锌阀片就会发热,由于氧化锌阀片的非线性特性,长时间作用将使氧化锌阀片老化,甚至出现热击穿;氧化锌避雷器由于长时间运行在户外,因此环境中的水汽会进入避雷器内部而使阀片受潮,进而使流经避雷器的泄漏电流增大,长时间作用会使阀片的绝缘性能下降,影响电力系统安全运行。
(2)传统离线预防性试验时效性低,停电步骤繁琐
传统对氧化锌避雷器的监测主要是定期对投入运行的氧化锌避雷器进行离线预防性试验,其主要包括绝缘电阻的测量、直流1mA及0.75U1mA直流参考电压下的泄漏电流,以及正常工作电压下的交流泄漏电流等。氧化锌避雷器的预防性试验必须停运主设备,有时因为运行方式限制无法停运主设备,特别是高电压等级设备,从而导致避雷器无法按时试验
(3)避雷器现场数据采集效率低下、过程繁琐,实时性低
在变电站工作中避雷器动作次数、总泄漏电流等数据均需要运行人员到现场手动记录,抄录过程较慢、动作记录也只能在子站才可以查看而调度无法查看,当避雷器泄漏电流超过整定值时没有报警提示导致无法有效快速的处理,影响运行效率等问题。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种避雷器在线监测远传系统。能够克服现有避雷器监测过程中存在的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
该种避雷器在线监测远传系统,包括无源监测单元、光电转换器、系统主机、电源单元;
所述无源监测单元包括无源阻性电流传感器模块、微电流/电压转换及线性化处理模块以及带有动作计数模块的无源检测器,所述无源阻性电流传感器模块采集避雷器的泄漏电流,泄漏电流经微电流/电压转换及线性化处理模块处理后经光纤发送至光电转换器,经光电转换器处理后将信号传送至系统主机;所述动作计数模块用于记录避雷器的放电次数,利用无源检测器进行实时采集并回传至系统主机,所述无源检测器直接串接在避雷器接地回路之中;
所述电源单元采用太阳能电池供电结构,包括光伏板、蓄电池和太阳能控制器,用于对本系统中涉及信号处理及传输的部件进行供电。
特别地,所述系统还包括报警单元,所述报警单元与系统主机电联接,一旦泄漏超标,上位机发出报警控制信号至报警单元触发报警。
特别地,所述电源单元为太阳能供电单元。
特别地,所述无源监测单元还包括有线或无线传输模块,将采集到的数据传输至电力系统的局域网内;
特别地,所述光纤为塑料光纤。
特别地,所述光电转换器经485总线将信号传送至系统主机内。
特别地,所述泄漏电流是通过检测避雷器全电流和阻性电流获得。
本实用新型的有益效果是:
本系统可以实时监测避雷器的各项数据,有效的预防出现事故的几率,提高了变电运维人员对事故前现场的把控度,也直接减少人工现场抄录所浪费的时间,大大提升了运维人员的工作效率和运维水平,为电网的稳定运行提供了有效保障。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述,其中:
图1为本实用新型的架构示意图;
图2为无源监测单元的连接示意图。
具体实施方式
以下将参照附图,对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解,优选实施例仅为了说明本实用新型,而不是为了限制本实用新型的保护范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“长度”、“周向”、前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或可以互相通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
如图所示,本实用新型的避雷器在线监测远传系统,系统包括无源监测单元、光电转换器、系统主机、电源单元;
无源监测单元在线监测避雷器的泄漏电流(包括全电流、阻性电流和容性电流)和雷击次数并传输至系统主机单元;本实施例中,无源监测单元还包括4G无线传输模块,将采集到的数据传输至电力系统的局域网内,当然也可以根据实际条件和需要,采用有线连接方式或者3G/2G模块传输。
本实施例中,无源监测单元包括无源阻性电流传感器模块、微电流/电压转换及线性化处理模块、动作计数模块和无源检测器,无源阻性电流传感器模块采集避雷器的泄漏电流,泄漏电流经微电流/电压转换及线性化处理模块处理后经光纤发送至光电转换器,经光电转换器处理至数据管理终端,再经485总线将信号传送至系统主机,工作人员可以随时查看避雷器的动作次数等数据,本实施例中,如图1所示,采用了数据管理终端,该终端采用常规产品,是用于汇集多个无源监测单元的数据并传输,同时还带有存储功能,非常适用于多端口监控系统;动作计数模块用于记录避雷器的放电次数,并利用无源检测器进行实时采集并回传至系统主机,无源检测器直接串接在避雷器接地回路之中;微电流/电压转换及线性化处理模块利用瞬态参数测试技术进行线性化处理与计算,然后通过自带的光发送接口联接至光纤。
作为进一步的改进,系统还包括GPS外置模块,从而能够实现定位及系统对时功能。
本实施例中,无源检测器和动作计数器集成在一起,内部采用低功耗芯片,无需外部电源供电便可工作(即无源),同时也不需要其他辅助信号,直接串接在避雷器接地回路之中利用地线回路自身电流即可正常工作,为了方便电力部门对MOA实时监控的要求,该无源监测单元可同时将泄漏电流和雷击次数实行远程传输,通过有线或无线数字技术,将采集到的数据传输至电力系统的局域网内,然后通过后台监控系统即可随时查看避雷器的相关数据,以便于及时对现场情况进行判断分析。其判断依据在于:阻性电流是金属氧化物阀片老化程度的主要判据,是真正能够反映避雷器工作情况的重要参数。泄漏电流可分为体积泄漏电流和表面泄漏电流,在恶劣条件下,表面泄漏电流要比体积泄漏电流大很多;避雷器三相安装位置靠近,表面污秽情况和环境参数基本相同,因此其监测数据初始值基本相同。在实践工作中,如果确认三相变化趋势是一致的,那么判定该避雷器是正常的;如果有一相变化趋势和其他两相不同,在排除干扰因素后,应判定该避雷器为异常。
作为进一步的改进,系统还包括报警单元,报警单元与系统主机电联接,A、B、C避雷器的漏电流也会显示在报警单元,报警单元可设定上限报警值,一旦泄漏超标,系统主机就会发出报警控制信号至报警单元进行报警(声光报警或者发短信、语音、邮件至相关人员),同时可以通过61850协议将实时的数据信息反馈给调度进行监测。
本实施例中,电源单元为太阳能供电单元,由光伏板、蓄电池和太阳能控制器组成,由于当检测信号能够及时准确的采集到之后,需要信号的整流、滤波、放大、及运算和传输等工作,此时必须借助外部电源供电来工作,目前此方面比较合适的只有太阳能电源,而本实施例的信号处理及传输部分则利用高效电力太阳能电池供电,及时在线监测避雷器的泄漏电流(包括全电流、阻性电流和容性电流)和雷击次数。由于太阳能电源工作受天气的影响很大,为保证整个电路的正常工作,本实施例中,采用了大容量的储能设备,能保证在没有太阳光照情况下设备的正常运行。
本实施例中,光纤为塑料光纤。用塑料光纤传输数据可以完全隔离高低压,使系统在瞬时雷击过大的情况下不至于将雷电信号引入后台,从而导致系统烧毁,大大提高了系统的安全性能及使用寿命。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.避雷器在线监测远传系统,其特征在于:所述系统包括无源监测单元、光电转换器、系统主机、电源单元;
所述无源监测单元包括无源阻性电流传感器模块、微电流/电压转换及线性化处理模块以及带有动作计数模块的无源检测器,所述无源阻性电流传感器模块采集避雷器的泄漏电流,泄漏电流经微电流/电压转换及线性化处理模块处理后经光纤发送至光电转换器,经光电转换器处理后将信号传送至系统主机;所述动作计数模块用于记录避雷器的放电次数,利用无源检测器进行实时采集并回传至系统主机,所述无源检测器直接串接在避雷器接地回路之中;
所述电源单元采用太阳能电池供电结构,包括光伏板、蓄电池和太阳能控制器,用于对本系统中涉及信号处理及传输的部件进行供电。
2.根据权利要求1所述的避雷器在线监测远传系统,其特征在于:所述系统还包括报警单元,所述报警单元与系统主机电联接,一旦泄漏超标,系统主机发出报警控制信号至报警单元触发报警。
3.根据权利要求1或2所述的避雷器在线监测远传系统,其特征在于:所述无源监测单元还包括有线或无线传输模块,用于将采集到的数据实时传输至电力系统的局域网内。
4.根据权利要求1所述的避雷器在线监测远传系统,其特征在于:所述光纤为塑料光纤。
5.根据权利要求1所述的避雷器在线监测远传系统,其特征在于:所述光电转换器经485 总线将信号传送至系统主机内。
6.根据权利要求1或2所述的避雷器在线监测远传系统,其特征在于:所述泄漏电流是通过检测避雷器全电流和阻性电流获得。
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