CN102169135A - 输电线路避雷器阻性电流远程在线监测*** - Google Patents

输电线路避雷器阻性电流远程在线监测*** Download PDF

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刘大礼
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Abstract

本发明公开了一种输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***，包括现场装置及与其相适配的室内装置，现场装置包括信号采集及输出模块及与其相接的信号处理及传输模块；信号采集及输出模块包括无源阻性在线监测仪、与无源阻性在线监测仪相接的信号输入装置、与信号输入装置相接的光纤隔离及信号输出装置，信号处理及传输模块包括与光纤隔离及信号输出装置相接的模拟信号接收及转换装置、与模拟信号转换装置相接的锁相环、与锁相环相接的单片机、与单片机相接的GPRS信号及高频无线信号输出装置，单片机上还接有高效太阳能电池及电池管理***。本发明可随时掌握避雷器的工作情况、记录避雷器的各种情况并对其进行及时分析及显示。

Description

输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***
技术领域
本发明涉及一种检测装置，具体地说是一种输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***。
背景技术
高压输电线路是电力***电能输送的基础设施，其安全运行对经济建设、群众生活、社会稳定和电力***本身，乃至国家安全具有重大意义。高压输电线路中，氧化锌避雷器(MOA)的使用已经比较普遍。氧化锌避雷器(MOA)具有通流容量大、残压低、反应速度快、寿命长等优点，能有效保护电力设备，广泛应用于电力***的过电压保护。由于MOA有良好的非线性电阻特性，所以氧化锌避雷器内部是没有间隙的。正是由于没有间隙，在正常运行中阀片长期承受电力***运行电压的作用，以及内部受潮或过热等因素的影响，因而会造成阀片非线性电阻特性的劣化。这种劣化的主要表现是正常电压下的阻性电流的增加，阻性电流的加大造成发热量的增加，使避雷器内部温度上升，温度的上升又加速阀片的老化，形成恶性循坏，最后导致MOA由于过热而损坏，严重时可能引起避雷器的***，引起大面积停电事故。
为了对输电线路避雷器进行有效的在线监测，保证避雷器的正常使用，目前对输电线路避雷器监测主要有三种形式：一种是避雷器动作次数及全电流在线监测，这种装置只够测量到避雷器的雷击次数和避雷器泄漏全电流，只能作为设备检修维护的依据，不能对避雷器的劣化做出直接判断。第二一种是避雷器可视在线监测，该装置利用目前先进的3G技术，能够直接观察到避雷器表面情况，但不能了解避雷器内部工作情况，不能直接判断避雷器劣化，只能作为避雷器检修维护的参考。第三种是通过在PT(电压互感器)上取辅助信号，该结果为数据为数学方法计算得出，由于为非直接测量获得，受三次谐波干扰较大，最终结果稳定性较差，更重要的是该方法在线路上很难实施(线路上无PT，无法采的信号)。
然而，电力部门更期望能同变电站避雷器的在线监控功能一样，能实时监测到避雷器运行的更多数据信息，并希望能把在线测到的数据信息实时地传送到控制室里，使值班人员能随时了解到避雷器的运行状态，在实现变电站避雷器在线监测的智能化的同时，也能实现对输电线路避雷器在线监测的智能化，真正实现整个电网的智能化管理。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***，该***可随时掌握避雷器工作情况，随时掌握线路避雷器的工作状态，一旦阻性电流变化超过临界值即刻启动报警，提示尽快维护或更换设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***，包括现场装置及与其相适配的室内装置，现场装置包括信号采集及输出模块及与其相接的信号处理及传输模块；信号采集及输出模块包括无源阻性在线监测仪、与无源阻性在线监测仪相接的信号输入装置、与信号输入装置相接的光纤隔离及信号输出装置，信号处理及传输模块包括与光纤隔离及信号输出装置相接的模拟信号转换装置、与模拟信号转换装置相接的锁相环、与锁相环相接的单片机、与单片机相接的GPRS信号及高频无线信号输出装置，其中单片机中设有A/D转换装置，A/D转换装置与模拟信号转换装置相接，单片机上还接有高效太阳能电池及电池管理***。所述室内装置包括信号接收及数据处理模块及与其相接的数据分析、统计、存储及控制操作模块；信号接收及数据处理模块包括与GPRS信号及高频无线信号输出装置相适配的无线信号接收放大装置、与无线信号接收放大装置相接的ARM芯片，数据分析、统计、存储及控制操作模块包括分别与ARM芯片相接的LCM显示装置、互联网、FLASH、RS232通讯口、RS485通讯口以及键盘。
本发明中，所述ARM芯片中设有SRAM高速缓存。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明真正解决了目前国内对高压、超高压和特高压远距离输电线路避雷器工作性能无法直接、实时监测的问题。可以及时掌握整条输电线路的任意避雷站内的避雷器工作情况。
2、可监测的数据多，包括避雷器雷击次数、避雷器泄漏全电流、避雷器泄漏阻性电流、避雷器泄漏容性电流。实时的对避雷器工作状态进行监测，并将所测试的数据实时的传回电力***主控室，随时掌握线路避雷器的工作状态。
3、***的分析统计功能全面，泄漏电流(包括避雷器三相全电流、阻性电流、容性电流)数据监测及变化曲线(星期曲线、月曲线、年度曲线)，通过曲线可以看到全年度电流变化趋势及任意大小电流所对应的时间。雷击次数的监测数据及变化的曲线图(星期曲线、月曲线、年度曲线)和饼图，通过曲线可以看到整年度避雷器的避雷情况，可以看到任意雷击时刻的时间，并通过饼图可以清楚的分析出年度输电线路雷击的分布情况。
4、可生成报表随时打印；数据保存掉电10年不丢失。
5、具有超限报警功能，一旦阻性电流变化超过临界值即刻启动报警，提示尽快维护或更换设备。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1所示，一种输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***，包括现场装置1及与其相适配的室内装置2，现场装置1包括与高电压避雷器相接的信号采集及输出模块3及与其相接的信号处理及传输模块4，室内装置2包括信号接收及数据处理模块5及与其相接的数据分析、统计、存储及控制操作模块6。信号采集及输出模块3包括无源阻性在线监测仪31，在无源阻性在线监测仪31上接有信号输入装置32，在信号输入装置32上接有光纤隔离及信号输出装置33。信号处理及传输模块4包括与光纤隔离及信号输出装置33相接的模拟信号转换装置41，在模拟信号转换装置41上接有锁相环42，在锁相环42上接有单片机43，在单片机43中设有A/D转换装置45，A/D转换装置45与模拟信号转换装置41相接，在单片机43上分别接有GPRS信号及高频无线信号输出装置44和高效太阳能电池及电池管理***46。信号接收及数据处理模块5包括与GPRS信号及高频无线信号输出装置44相适配的无线信号接收放大装置51，在无线信号接收放大装置51上接有ARM芯片52，在ARM芯片52中设有SRAM高速缓存53，在ARM芯片52上分别接有LCM显示装置61、互联网62、FLASH 63、RS232通讯口64、RS485通讯口65以及键盘66，LCM显示装置61、互联网62、FLASH 63、RS232通讯口64、RS485通讯口65以及键盘66共同组成了数据分析、统计、存储及控制操作模块6。
工作时在现场将无源阻性在线监测仪31串联在避雷器7的底线上，接收避雷器7上的电信号，电信号通过信号输入装置32进入光纤隔离及信号输出装置33，光纤隔离及信号输出装置33对电信号进行电光转换使其转化为光信号，光信号再输出进入模拟信号转换装置41，模拟信号转换装置41将其进行光电装换，光信号被转换为模拟电信号，模拟电信号通过锁相环42及A/D转换装置45变为数字电信号，数字电信号再进入GPRS信号及高频无线信号输出装置44，之后变为无线信号输出；无线信号输出之后由室内的无线信号接收放大装置51接收，接收后传入ARM芯片52中，ARM芯片52将无线信号滤波放大、修正，最后将处理后的信号进行一系列的输出。
本发明的监测器为无源设备，直接串入避雷器的接地线上即可监测到数据，无需其他任何辅助测试设备；数据采集及传输设备全部采用工业级以上低功耗元器件，现场供电为高性能太阳能电池板，寿命可达25年以上，使用国内最先进的大容量电池，保证一月内无阳光可正常工作；数据传输采用无线GPRS方式或者高频小无线自组网方式将数据传输至***主机；主机将数据分析统计之后以RS232、USB、CAN422总线及TCP\IP网络方式提供通讯接口；通讯协议遵照国家电网公司最新要求IEC61850协议，能满足不同层次电力机构的通讯要求。

Claims (2)

1.一种输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***，包括现场装置(1)及与其相适配的室内装置(2)，其特征在于：现场装置(1)包括信号采集及输出模块(3)及与其相接的信号处理及传输模块(4)；信号采集及输出模块(3)包括与避雷器连接的无源阻性在线监测仪(31)、与无源阻性在线监测仪(31)相接的信号输入装置(32)、与信号输入装置(32)相接的光纤隔离及信号输出装置(33)；信号处理及传输模块(4)包括与光纤隔离及信号输出装置(33)相接的模拟信号转换装置(41)、与模拟信号转换装置(41)相接的锁相环(42)、与锁相环(42)相接的单片机(43)、与单片机(43)相接的GPRS信号及高频无线信号输出装置(44)，其中单片机(43)中设有A/D转换装置(45)，A/D转换装置(45)与模拟信号转换装置(41)相接，单片机(43)上还接有高效太阳能电池及电池管理***(46)；所述室内装置(2)包括信号接收及数据处理模块(5)及与其相接的数据分析、统计、存储及控制操作模块(6)；信号接收及数据处理模块(5)包括与GPRS信号及高频无线信号输出装置(44)相适配的无线信号接收放大装置(51)、与无线信号接收放大装置(51)相接的ARM芯片(52)，数据分析、统计、存储及控制操作模块(6)包括分别与ARM芯片(52)相接的LCM显示装置(61)、互联网(62)、FLASH(63)、RS232通讯口(64)、RS485通讯口(65)以及键盘(66)。
2.根据权利要求1所述的输电线路避雷器阻性电流远程在线监测***，其特征在于：在ARM芯片(52)中设有SRAM高速缓存(53)。
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