[發明專利]高壓直流中性母線避雷器性能在線監測系統及方法

在審

• 申請號: 201810040062.3
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108089082A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 王典浪;李國艮;蔣龍;楊曉維;皮天滿;黃忠康;李東;姚翔宇;張杰;郭利莎
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司曲靖局;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

本發明公開了一種高壓直流中性母線避雷器性能在線監測系統，它的第一暫態電流傳感器和第二暫態電流傳感器的傳感線圈均套在避雷器泄漏電流測量表具的電流輸入導線上，第一暫態電流傳感器的信號輸出端連接多通道示波器的測量通道輸入端，第二暫態電流傳感器的信號輸出端連接多通道示波器的觸發通道輸入端，多通道示波器的錄波數據輸出端連接第一網口光纖轉換器的網口，第一網口光纖轉換器的光口連接第二網口光纖轉換器的光口，第二網口光纖轉換器的網口連接工控機的第一網口，工控機的第二網口連接上位機的第一網口，中性母線電壓光數據采集器的信號輸出端連接上位機的第二網口。本發明能通過提前預防減少中性母線避雷器無征兆事故發生。

技術領域

本發明涉及避雷器性能評估技術領域，具體地指一種高壓直流中性母線避雷器性能在線監測系統及方法。

背景技術

高壓直流輸電以其輸電容量大、傳輸距離遠、調控靈活、損耗低及節省輸電架線走廊等優點成為跨區域輸電的首選，我國目前已建設了多條不同電壓等級的長距離直流輸電線路。高壓直流輸電系統在發生類似甩負荷、上部閥組換流變壓器直流繞組側接地故障、逆變器單個閥閉鎖或局部誤觸發等狀況時都會產生不同幅值和不同頻率的暫態過電壓，因此高壓直流輸電系統離不開過電壓保護裝置。

直流避雷器是直流輸電系統中過電壓保護的主要設備并起著重要作用。直流避雷器需要吸收比交流避雷器大的多的能量，一般單柱閥片結構的避雷器難以滿足要求，需要采用多柱并聯來實現能量吸收。這使得各個并聯閥片柱之間能否均勻分擔吸收能量顯得尤為重要。目前在高壓直流線路運行的過程中，多個換流站都出現了多柱并聯中性母線避雷器被擊穿和損壞的情況，如“兩渡”直流輸電工程在系統調試及運行過程中發生了多起中性母線避雷器故障事件，在其他直流輸電工程中也已多次出現過類似情況，但其故障原因仍未徹底查明。目前國內外對于高壓直流中性母線并聯避雷器的性能和故障機理均未開展深入研究，高壓直流輸電工程依然存在因中性母線避雷器故障導致的閉鎖或停運隱患，嚴重影響整個電力網絡運行的安全可靠性。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種高壓直流中性母線避雷器性能在線監測系統及方法，實現對避雷器運行狀態的在線監測及性能評估，通過提前預防減少中性母線避雷器無征兆事故發生，改善直流輸電系統的運行可靠性并有效降低系統因中性母線避雷器故障導致的閉鎖和強迫停運次數，提高直流系統運行的安全穩定性。

為實現此目的，本發明所設計的高壓直流中性母線避雷器性能在線監測系統，其特征在于：它包括現場暫態電流信號采集單元、中性母線電壓光數據采集器和上位機，所述現場暫態電流信號采集單元包括第一暫態電流傳感器、第二暫態電流傳感器、多通道示波器、第一網口光纖轉換器、第二網口光纖轉換器和工控機，其中，所述第一暫態電流傳感器和第二暫態電流傳感器的傳感線圈均套在避雷器泄漏電流測量表具的電流輸入導線上，所述第一暫態電流傳感器的信號輸出端連接多通道示波器的測量通道輸入端，第二暫態電流傳感器的信號輸出端連接多通道示波器的觸發通道輸入端，多通道示波器的錄波數據輸出端連接第一網口光纖轉換器的網口，第一網口光纖轉換器的光口連接第二網口光纖轉換器的光口，第二網口光纖轉換器的網口連接工控機的第一網口，工控機的第二網口連接上位機的第一網口，中性母線電壓光數據采集器的信號輸入端用于連接避雷器中性母線分壓器備用信號光纖，中性母線電壓光數據采集器的信號輸出端連接上位機的第二網口。

一種上述系統的高壓直流中性母線避雷器性能在線監測方法，其包括如下步驟：

步驟1：第一暫態電流傳感器、第二暫態電流傳感器分別對避雷器泄漏電流測量表具的電流輸入導線上的暫態電流進行實時監測，其中，第一暫態電流傳感器用于采集避雷器泄漏電流測量表具的暫態電流，第二暫態電流傳感器用于在避雷器泄漏電流測量表具的電流輸入導線上的暫態電流超過閾值時向多通道示波器提供外部觸發信號，觸發多通道示波器對第一暫態電流傳感器輸出的電流信號進行錄波；

步驟2：當避雷器動作時，流經避雷器的暫態電流超過閾值，第二暫態電流傳感器向多通道示波器提供外部觸發信號，多通道示波器對第一暫態電流傳感器輸出的電流信號進行錄波；