[發明專利]變電設備絕緣在線監測系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201310165822.0
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN104142421A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 傅中君;王旭敏
• 申請（專利權）人: 常州順創電氣科技有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R31/12
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔣全強

技術領域

本發明涉及一種變電設備絕緣在線監測系統及其工作方法。

背景技術

目前，我國變電站電氣設備的試驗工作，主要仍是按照電氣設備預防性《試驗規程》的要求定期進行預防性試驗。根據試驗的結果來判斷設備的運行狀態，從而確定其是否可以繼續投入運行。長期以來堅持預防性試驗對我國電力系統的安全運行起到了很大的作用，但隨著電力系統大容量化、高電壓化和結構復雜化，隨著工農業生產的發展，對電力系統的安全可靠性指標的要求也越來越高。這種傳統的試驗與診斷方法已顯得越不適應，主要表現在試驗時需要停電，試驗周期長。造成少送電量及經濟生活帶來一定的影響，這就難以及時診斷故障缺陷。隨著高壓設備狀態檢修工作的全面展開，建立一套實時監測變電設備運行狀態的系統，為變電設備狀態評估、風險分析、故障診斷、檢修策略決策提供技術支撐是十分必要的。

金屬氧化物避雷器（簡稱MOA）因其優越的過電壓保護特性在電力系統中得到廣泛應用，但MOA電阻片老化以及經受熱和沖擊破壞會引起故障，嚴重可能會導致其爆炸，避雷器擊穿還會導致變電站母線短路，影響系統安全運行，因此必須對運行中的MOA進行嚴格有效的檢測和定期預防性試驗。在氧化鋅避雷器的檢測和試驗中，交流運行電壓下的泄漏電流測量是一個重要的項目，泄漏電流中的阻性電流基波成分的大小能較準確反映氧化鋅避雷器受潮、閥片的老化和內部絕緣受損等缺陷。因此，對阻性泄漏電流基波等參量進行準確測量就可以較為準確地對MOA性能進行判別。

MOA阻性電流測試裝置應用諧波分析技術對運行中的MOA的阻性泄漏電流等參量進行檢測，進而判斷MOA的性能。所述測試裝置一般由MOA泄露電流傳感器、電網電壓傳感器、信號調理電路、數據采集電路、CPU和相應的分析軟件組成。MOA泄露電流傳感器一般采用電流互感器，串設在MOA的下端的接地線中，獲取MOA的泄露電流；電網電壓傳感器一般采用電壓互感器，安裝在PT設備附近獲取電網的電壓信號；信號調理電路將傳感器送來的電壓、電流信號變換為適合采集電路采樣的電壓信號；由數據采集電路將調理后的信號進行采樣，再由分析軟件來完成對諧波的分析與檢測，進而獲取MOA阻性泄露電流。現有技術獲取MOA阻性泄露電流的精度較低，這影響了對MOA性能判別的準確性和可靠性。

所謂同頻周期信號指的是兩個周期信號的頻率相同；所謂周期信號的初相角，是指：對于一周期信號f(t)=f(t+kT)，（其中：k∈Z為整數，T為周期），初相角式中：t₀為離原點最近的過零點；所謂相位差是指：兩個同頻周期信號初相角之差。

相位差測量在電力設備狀態監測、信號采集與分析、通信、自動控制等領域有著重要的意義。常用的相位差測量方法有過零法、相關分析法和波形轉換法等多種。

過零法包括過零時間法和過零電壓比較法等。

過零時間法是檢測周期信號過零點的時間差，該方法需要精確確定過零點時間和高精度計時裝置，但常規的確定過零點的方法往往存在較大誤差。

過零電壓比較法是測量兩個正弦波在過零點附近的電壓差然后通過正弦關系來計算相位差，在有諧波情況下，使用過零點法測量得到的相位角和電壓幅值是各次諧波矢量疊加波形的相位角和電壓幅值，并不符合正弦特性。

相關分析法是使用兩同頻率正弦信號的互相關函數零時刻值與其相位差成正比的原理得到相位差的。但由于過零時間的確定較為困難，且空間干擾在有固定干擾源的情況下也并非完全不相關，故測量精度無法保證。

波形轉換法是將周期信號轉換成三角波、鋸齒波、方波等其他波形后來測量其相位差，這類方法是過零檢測法的變形，具有類似的測量弊端。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種變電設備絕緣在線監測系統及其工作方法，以通過獲得高精度的相位差測量結果，得到高精度的MOA或容性設備的阻性泄漏電流，進而提高對MOA或容性設備性能判別的準確性和可靠性。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種變電設備絕緣在線監測系統，其包括：嵌入式處理器，與該嵌入式處理器相連的觸摸屏、網絡通訊接口、多個串口和繼電器；所述的串口連接有用于測量MOA或容性設備泄漏電流的電流測量裝置；該電流測量裝置包括：用于獲取MOA或容性設備的泄漏電流信號的第一互感器，用于獲取電網的電壓信號的第二互感器，與該第一、第二互感器相連的同步ADC，與該同步ADC相連的CPU、與該CPU相連的通訊模塊；所述CPU通過所述串口與嵌入式處理器相連；所述繼電器用于控制所述電流測量裝置的電源。