[發明專利]一種避雷器阻性電流在線監測系統及方法

在審

• 申請號: 202011169514.1
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112362988A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 路永玲;胡成博;黃強;張國江;張軍;徐江濤;王真;秦劍華;陶風波;賈駿;劉子全;朱雪瓊
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發明提供一種避雷器阻性電流在線監測系統及方法，該系統包括電壓采集終端、電流采集終端、邊緣計算節點、監測系統后臺和遠程客戶端；通過設計電壓采集終端安裝于避雷器旁的高壓導線或母線上，監測避雷器兩端運行電壓；設計電流采集終端安裝于避雷器接地引下線上，監測避雷器運行時的全電流；再由邊緣計算節點根據收集到電壓及電流波形，計算避雷器阻性電流；為變電站避雷器阻性電流在線監測提供了一種實時、高效且穩定可靠的監測方式，幫助及時發現避雷器缺陷，防止避雷器失效引起電力設備損壞，對電網安全運行至關重要。

技術領域

本發明涉及電網在線監測技術領域，特別是一種避雷器阻性電流在線監測系統及方法。

背景技術

金屬氧化物避雷器(MOA)主要由氧化鋅閥片串聯而成，具有非常優良的非線性伏安特性。MOA在工頻電壓下電阻率很大，能迅速有效抑制工頻電流；在雷電過電壓下電阻率會變得很小，能很好泄放雷電流，被廣泛應用于電力系統的過電壓保護。然而隨著避雷器投入運行時間的增長以及其產品存在的缺陷，避雷器在運行電壓下的受潮、老化問題日益突出。對于避雷器，由于其故障發展速度快，傳統的每年一次的預防性試驗是不能完全發現其缺陷的，必須結合其他測試手段來掌握避雷器的運行狀況，以確保其安全運行。

要掌握避雷器的運行狀況，測量其交流運行電壓下的泄漏電流中阻性分量是一個非常有效的手段。目前，主要有帶電檢測和在線監測兩種技術手段，如在線監測全電流及阻性電流分量、現場不定期帶電測量全電流及阻性電流分量、紅外線監測避雷器溫度等方法。在線監測方式實時性高，有助于及時發現避雷器缺陷，防止缺陷發展成為嚴重事故，是避雷器狀態監測技術發展的趨勢。

避雷器在工頻電壓下運行時，其流過的電流中包含阻性分量和容性分量，為實現阻性分量的監測和提取，必須同步監測避雷器兩端的運行電壓以及流過避雷器的全電流，且要求電壓監測必須具有很高的相位精度。通過在避雷器下端接地線上可以較容易的直接提取出電流信號，而目前提取避雷器兩端的運行電壓信號一種方法是在PT二次側提取，這種信號提取方式有以下弊端：由于避雷器在變電站內分散布置，站內各種容性或感性設備的存在使得不同監測點工頻電壓并不是完全同步，而是存在一定的相位差，因此PT二次側測量的工頻信號不能精確反應避雷器兩端的電壓。另一種提取方法是在避雷器兩端并聯高精度電壓傳感器，如電容傳感器等，也存在明顯的弊端：由于避雷器數量較多，配置大量電壓傳感器經濟效益差，且不利于安裝，另一方面，電壓傳感器長期并聯運行于高壓環境下，容易產生過熱隱患。

發明內容

本發明的目的在于提出一種避雷器阻性電流在線監測系統及方法，通過安裝于避雷器旁的高壓導線或母線上的電壓采集終端監測避雷器兩端運行電壓，通過安裝于避雷器接地引下線上的電流采集終端監測避雷器運行時的全電流，進而計算避雷器阻性電流，為變電站避雷器阻性電流在線監測提供了一種實時可靠的監測方式。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種避雷器阻性電流在線監測系統，包括：電壓采集終端、電流采集終端、邊緣計算節點和監測系統后臺；

所述電壓采集終端安裝于避雷器旁的高壓導線或母線上，用于監測避雷器兩端運行電壓；

所述電流采集終端安裝于避雷器接地引下線上，用于監測避雷器運行時的全電流；

所述邊緣計算節點用于下發控制指令至電壓采集終端和電流采集終端；以及，根據收集到的電壓及電流，計算避雷器阻性電流；以及，將計算結果上傳至監測系統后臺；

所述監控系統后臺用于對上傳的避雷器阻性電流和上傳時間進行分析與存儲，形成歷史阻性電流變化趨勢；以及，進行避雷器阻性電流異常預警及推送。

進一步的，所述電壓采集終端包括電壓傳感器、調理電路、采集單元、無線通信模塊和電源模塊；

所述電壓傳感器基于耦合電容分壓法得到避雷器兩端運行電壓；