CN217521262U - 一种变电站过电压在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变电站过电压在线监测装置，包括外壳，外壳包括第一壳体和第二壳体。第一壳体具有第一容纳腔，且第一壳体限定出开口面向第一壳体的外部的第一凹槽。第二壳体具有第二容纳腔，且第二壳体限定出开口面向第二壳体的外部的第二凹槽，第一壳体与第二壳体可分开地连接，第一凹槽与第二凹槽构成线路通道，使得外壳安装在线路，实现变电站过电压在线监测。本申请的装置通过外壳直接安装上变电站进线侧与出线侧的线路上，实现变电站过电压的实时在线监测，尤其是变电站在遭受雷击或与变电站电气连接的线路在遭受雷击时，具有重大意义。

Description

一种变电站过电压在线监测装置

技术领域

本申请涉及电气领域，尤其涉及一种变电站过电压在线监测装置。

背景技术

电气化社会的飞速发展决定了电能在国民经济生活中占据了不可替代的地位，对国家未来的长远发展拥有极高的作用。随着电能容量要求的日益增加，输电系统电压等级也随之提高，目前，1100kV输电线路已在我国得到试点应用，高电压等级线路具备容量大、损耗低的特性，高电压等级线路与低电压等级线路通过变电站衔接，同时变电站可通过站内无功补偿等装置改善电能质量，以满足高质量输电的需求，因此，变电站的安全、可靠运行在电网中得到极为广泛的关注。

在电力系统中，变电站起着不可或缺的作用，但由于变电站与输电线路电气连接，输电线路或变电站在遭受雷击等故障时，雷电流波形会沿着输电线路串入站内，形成变电站雷电过电压；另外，变电站内部在操作刀闸等开关设备时，由于开关的动作，会在站内形成操作过电压。上述几种过电压类型均会对变电站内部设备产生冲击，如果设备遭受到过电压而产生损坏将对电网产生难以弥补的损失以及对工农业生产造成重大的影响。变电站内变压器、继电器等设备是变电站的重要组成部分，且价格昂贵，该类设备绝缘损坏后不易修复且无法自我恢复，因此，需要对变电站内部过电压进行实时监测，以指导变电站过电压预防及缓解措施的制定与实施。

实用新型内容

本申请提供一种变电站过电压在线监测装置，能够实现变电站过电压的实时在线监测。

本申请的实施例提供了一种变电站过电压在线监测装置，包括外壳，外壳包括第一壳体和第二壳体。第一壳体具有第一容纳腔，且第一壳体限定出开口面向第一壳体的外部的第一凹槽。第二壳体具有第二容纳腔，且第二壳体限定出开口面向第二壳体的外部的第二凹槽，第一壳体与第二壳体可分开地连接，第一凹槽与第二凹槽构成线路通道，使得外壳安装在线路，实现变电站过电压在线监测。

在其中一些实施例中，第一壳体位于第二壳体的上方。

在其中一些实施例中，变电站过电压在线监测装置还包括太阳能板，太阳能板位于第一壳体的顶部和在线路通道的径向上的两侧。

在其中一些实施例中，太阳能板为柔性太阳能板，柔性太阳能板与第一壳体之间经树脂填充。

在其中一些实施例中，变电站过电压在线监测装置还包括电流传感器，电流传感器包括罗氏线圈，罗氏线圈包括第一弧形部和第二弧形部，第一弧形部位于第一容纳腔中，第二弧形部位于第二容纳腔中，第一弧形部和第二弧形部的一端连接，另一端在第一壳体与第二壳体连接时连接，在第一壳体与第二壳体分开时分开。

在其中一些实施例中，变电站过电压在线监测装置还包括电压传感器，电压传感器包括极板，极板位于第二容纳腔中，并经橡胶密封在第二容纳腔的底壁。

在其中一些实施例中，变电站过电压在线监测装置还包括与电流传感器和电压传感器连接的调理电路板，调理电路板位于第二容纳腔中。

在其中一些实施例中，变电站过电压在线监测装置还包括与调理电路的全球定位系统集成电路连接的全球定位系统天线，全球定位系统天线胶装固定在位于第二壳体的侧部的第二安装口中。

在其中一些实施例中，变电站过电压在线监测装置还包括与调理电路连接的无线终端设备和与无线终端设备连接的无线终端设备天线，无线终端设备位于第一容纳腔中，无线终端设备天线胶装固定在位于第一壳体的侧部的第一安装口中。

在其中一些实施例中，变电站过电压在线监测装置的数量为多个，各变电站过电压在线监测装置分别安装在变电站进线侧与出线侧的各线路。

根据本申请实施例提供的一种变电站过电压在线监测装置，包括外壳，外壳包括第一壳体和第二壳体。第一壳体具有第一容纳腔，且第一壳体限定出开口面向第一壳体的外部的第一凹槽。第二壳体具有第二容纳腔，且第二壳体限定出开口面向第二壳体的外部的第二凹槽，第一壳体与第二壳体可分开地连接，第一凹槽与第二凹槽构成线路通道，使得外壳安装在线路，实现变电站过电压在线监测。本申请的装置通过外壳直接安装上变电站进线侧与出线侧的线路上，实现变电站过电压的实时在线监测，尤其是变电站在遭受雷击或与变电站电气连接的线路在遭受雷击时，具有重大意义。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中装置的爆炸结构示意图；

图2为本申请实施例中装置的整体结构示意图；

图3为本申请实施例中装置的安装示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具部实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参阅图1-3，本申请的实施例提供了一种变电站过电压在线监测装置1，包括外壳10，外壳10用于承载装置1的各部分。外壳10整体为方形。外壳10包括上、下两部分，分别记为第一壳体100和第二壳体101。

第一壳体100具有封闭的第一容纳腔，以使得装置1的各部分高度集成在外壳10中。第一壳体100包括上壳1000，上壳1000限定出开口向上的凹腔，上壳1000可以与太阳能板11共同限定出第一容纳腔。第一壳体100的底部限定出开口面向第一壳体100的外部的第一凹槽1001。

第二壳体101具有封闭的第二容纳腔，以使得装置1的各部分高度集成在外壳10中。第二壳体101包括下壳1010和底壳1011，下壳1010限定出开口向下的凹腔，底壳1011为板状结构，下壳1010与底壳1011可分开地连接，并共同限定出第二容纳腔。第二壳体101的顶部限定出开口面向第二壳体101的外部的第二凹槽1012。

第一壳体100与第二壳体101可分开地连接，第一壳体100与第二壳体101之间采用螺栓连接，螺栓位于外壳10的两端。第一凹槽1001与第二凹槽1012构成线路通道，以便工程安装时候直接卡接在线路本体上，实现变电站过电压在线监测。

变电站过电压在线监测装置1还包括太阳能板11，太阳能板11用于为装置1的电路等单元供电。太阳能板11为柔性太阳能板11。太阳能板11敷设在第一壳体100的顶部和在线路通道的径向上的两侧。上述太阳能板11采用柔性材质，将受光面积最大化，充分照射阳光，提高装置1取能效率。太阳能板11与第一壳体100之间经环氧树脂填充，以保障太阳能板11的耐受性。太阳能板11与电流传感器12、电压传感器13、电路板、无线终端设备16和无线终端设备天线17连接。

变电站过电压在线监测装置1还包括电流传感器12，电流传感器12用于实现工频电流、行波电流的精确采集。电流传感器12包括罗氏线圈，外部由铝材质包裹，防止强电场对线圈测量的影响。罗氏线圈采用双半圆结构，即双半圆一端连接，对端可开闭，方便工程安装，成品采用螺栓安装于第一容纳腔和第二容纳腔中。具体地，罗氏线圈包括第一弧形部和第二弧形部，第一弧形部位于第一容纳腔中，第二弧形部位于第二容纳腔中，第一弧形部和第二弧形部的一端连接，另一端在第一壳体100与第二壳体101连接时连接，在第一壳体100与第二壳体101分开时分开。

变电站过电压在线监测装置1还包括电压传感器13，电压传感器13用于实现工频电压、行波电压的精确采集。电压传感器13为电容分压电压传感器，包括一金属极板，分为两部分，一部分测量工频信号，即工频电压测量，一部分测量行波信号，即行波电压测量。极板敷设并嵌入在第二容纳腔的底部，并经橡胶密封在第二容纳腔的底部，以保障传感器在恶劣环境下可长期使用。

变电站过电压在线监测装置1还包括与电流传感器12和电压传感器13连接的调理电路板14，调理电路板14用于实现前端传感器采集信号的处理，滤除线路固有干扰信号，进入ADC实现模拟信号、数字信号的转换。调理电路板14位于第二容纳腔中。另外，调理电路板14具有全球定位系统集成电路140(可以为GPS模块)，GPS模块用于采集波形信号的授时。GPS模块可采用螺栓固定在第二壳体101上。

本申请的装置1通过电流传感器12和电压传感器13精确采集线路本体的电压、电流信号实现变电站不同类型过电压的实时在线监测。具体地，变电站在遭受雷击或与变电站电气连接的线路在遭受雷击时，本申请的装置1可实时采集雷击过电压的电压波形，采集电流波形用以辅助过电压的分析，以辅助变电站过电压预防及缓解措施的制定与实施。另外，基于本申请的装置1的测量数据，可通过监测量识别变电站过电压的类型。本申请的装置1对线路上固有的干扰信号进行屏蔽，可准确判断因站内正常投切负荷或电网电压波动所产生的电压、电流波动信号。

此外，本申请首先通过接触式的测量手段，可对线路信号进行精确采集，避免非接触式测量受环境等因素的影响导致的测量问题。其次，本申请在监测工频量的同时，辅以行波信号的监测，对于雷击等高频信号有着良好的响应。另外，全面监测工频量、行波量可实现多种类型变电站过电压的监测，且可准确判别线路电压波形、投切负荷导致的变电站母线电压、电流的变化。

变电站过电压在线监测装置1还包括与GPS模块连接的全球定位系统天线15(可以为GPS天线)。全球定位系统天线15胶装固定在位于第二壳体101的侧部的圆形第二安装口中。

变电站过电压在线监测装置1还包括无线终端设备16和无线终端设备天线17。无线终端设备16和无线终端设备天线17用于发送装置1采集到的电气量到服务器，服务器分析数据生成监测结果。无线终端设备16可以为DTU板。DTU板位于第一容纳腔中。DTU板与调理电路板14连接，使得调理电路板14将传感器采集到的信号处理后，通过DTU板发送回服务器。无线终端设备天线17可以为DTU天线。DTU天线胶装固定在位于第一壳体100的侧部的第一安装口中。

变电站过电压在线监测装置1还包括取能线圈18和与取能线圈18连接的电源板19。取能线圈18为双半圆结构，即双半圆一端连接，对端可开闭，方便工程安装，成品采用螺栓安装于第一容纳腔和第二容纳腔中。具体地，取能线圈18包括第一弧状部和第二弧状部，第一弧状部位于第一容纳腔中，第二弧状部位于第二容纳腔中，第一弧状部和第二弧状部的一端连接，另一端在第一壳体100与第二壳体101连接时连接，在第一壳体100与第二壳体101分开时分开。第二容纳腔中具有屏蔽外壳1013，屏蔽外壳1013将第二容纳腔分隔成屏蔽腔，电源板19位于屏蔽腔中。也就是说，屏蔽外壳1013盖住电源板19。屏蔽外壳1013采用螺栓固定在第二壳体101上，电源板19也采用螺栓固定在第二壳体101上。电源板19与电流传感器12、电压传感器13、调理电路板14、无线终端设备16和无线终端设备天线17连接。

此时，装置1整体采用太阳能与取能线圈18混合供能。另外，由于取能线圈18采用电磁感应的原理，取能线圈18会存在较大的电磁干扰，因此电源板19采用独立舱体放置，防止其对采集电路产生干扰。

需要说明的是，电气连接方面，DTU板与DTU天线采用同轴电缆连接，同轴电缆沿着第一容纳腔的内壁面敷设。GPS模块与GPS天线采用同轴电缆连接，同轴电缆沿着第二容纳腔的内壁面敷设。电流传感器12、电压传感器13输出均通过同轴电缆接入到调理电路板14中，采用不同通道对传感器采集信号进行处理。取能线圈18输出采用带屏蔽的铜线接入电源板19，电源板19给调理电路板14、DTU板及GPS模块供电。上述同轴电缆连接的优点：1)带屏蔽层，可有效屏蔽外部信号的电磁干扰，且本身信号所产生的交变磁场不易穿透到外部对其他元器件产生干扰；2)同轴电缆与传感器输出端波阻抗连续，可有效保证信号传输过程中不发生折反射的现象，因为高频信号在波阻抗不连续的点会产生折反射的现象，会导致信号失真。

变电站过电压在线监测装置的数量为多个，各变电站过电压在线监测装置分别安装在变电站进线侧与出线侧的各线路。

本申请的装置1通过外壳10直接安装上变电站进线侧与出线侧的线路上，实现变电站过电压的实时在线监测，尤其是变电站在遭受雷击或与变电站电气连接的线路在遭受雷击时，具有重大意义。另外，通过在变电站的各进线、出线上安装装置1，可实现雷击过电压的线路的甄别。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具部情况理解上述术语的具部含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站过电压在线监测装置，其特征在于，包括外壳，所述外壳包括：

第一壳体，具有第一容纳腔，且所述第一壳体限定出开口面向所述第一壳体的外部的第一凹槽；和

第二壳体，具有第二容纳腔，且所述第二壳体限定出开口面向所述第二壳体的外部的第二凹槽，所述第一壳体与所述第二壳体可分开地连接，所述第一凹槽与所述第二凹槽构成线路通道，使得所述外壳安装在线路，实现变电站过电压在线监测。

2.如权利要求1所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，

所述第一壳体位于所述第二壳体的上方。

3.如权利要求2所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，还包括太阳能板，所述太阳能板位于所述第一壳体的顶部和在所述线路通道的径向上的两侧。

4.如权利要求3所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，

所述太阳能板为柔性太阳能板，所述柔性太阳能板与所述第一壳体之间经树脂填充。

5.如权利要求1所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，还包括电流传感器，所述电流传感器包括罗氏线圈，所述罗氏线圈包括第一弧形部和第二弧形部，所述第一弧形部位于所述第一容纳腔中，所述第二弧形部位于所述第二容纳腔中，所述第一弧形部和所述第二弧形部的一端连接，另一端在所述第一壳体与所述第二壳体连接时连接，在所述第一壳体与所述第二壳体分开时分开。

6.如权利要求1所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，还包括电压传感器，所述电压传感器包括极板，所述极板位于所述第二容纳腔中，并经橡胶密封在所述第二容纳腔的底壁。

7.如权利要求6所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，还包括与电流传感器和电压传感器连接的调理电路板，所述调理电路板位于第二容纳腔中。

8.如权利要求7所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，还包括与所述调理电路的全球定位系统集成电路连接的全球定位系统天线，所述全球定位系统天线胶装固定在位于所述第二壳体的侧部的第二安装口中。

9.如权利要求7所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，还包括与所述调理电路连接的无线终端设备和与所述无线终端设备连接的无线终端设备天线，所述无线终端设备位于所述第一容纳腔中，所述无线终端设备天线胶装固定在位于所述第一壳体的侧部的第一安装口中。

10.如权利要求1所述的变电站过电压在线监测装置，其特征在于，

所述变电站过电压在线监测装置的数量为多个，各所述变电站过电压在线监测装置分别安装在变电站进线侧与出线侧的各线路。

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