一種避雷器在線監測系統及其使用方法技術方案

本發明專利技術公開了一種避雷器在線監測系統及其使用方法，避雷器在線監測終端、電壓匯集裝置、同步控制通信機和數據分析處理平臺，避雷器在線監測終端和電壓匯集裝置兩者接收來自同步控制通信機發出的采樣通知信號后，分別進行電流信號或電壓信號的采集，并將采集得來的電流信號或電壓信號發送給同步控制通信機，同步控制通信機對接收到的電流信號或電壓信號進行計算處理得到避雷器的阻性電流值后，將避雷器的阻性電流值傳送至數據分析處理平臺進行分析處理以實現在線監測。該避雷器在線監測系統在無源、無需布置大量信號、通信電纜的情況下，提高了避雷器在線監測終端的可靠性和實用性，同時又易于現場裝置的安裝調試和維護。

Lightning arrester on-line monitoring system and use method thereof

The invention discloses a lightning arrester online monitoring system and method of use thereof, lightning arrester on-line monitoring terminal, voltage collection device, synchronous communication machine control and data analysis platform, lightning arrester online monitoring terminal and voltage collecting device receives both synchronous control signal sampling notice issued by the communication machine, respectively, or current signal the voltage signal acquisition, and acquisition to a current or voltage signal transmitted to the synchronous control communication machine, synchronization of the received signal current or voltage signal processing to calculate the resistive current of MOA value control communication machine, the resistance current of lightning arrester value is transmitted to the data processing platform to realize online monitoring analysis. The lightning arrester online monitoring system in the passive, without deploying large signal and communication cable case, improve the reliability and practicability of the on-line monitoring terminal arrester, installation debugging and maintenance and easy installation.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及在線監測系統，更具體的說是涉及一種避雷器在線監測系統及其使用方法。
技術介紹
隨著電力系統全面開展輸變電設備狀態評價和狀態檢修工作，以及目前智能電網建設工作的全面展開，開展輸變電一次設備的在線監測工作已經是一項迫在眉睫的工作。金屬氧化物避雷器（避雷器）是電力系統中廣泛使用的一種輸變電一次設備，是電力系統中的重要的過電壓保護裝置。由于避雷器有良好的非線性電阻特性，所以避雷器內部是沒有間隙的。正是由于沒有間隙，在正常運行中閥片長期承受電力系統運行電壓的作用，以及內部受潮或過熱等因素的影響，容易造成閥片非線性電阻特性的劣化。這種劣化的主要表現是正常電壓下的阻性電流的增加，阻性電流的加大造成發熱量的增加，避雷器內部溫度的上升，溫度的上升又加速閥片的老化，形成惡性循壞，最后導致避雷器由于過熱而損壞，嚴重時可能引起避雷器的爆炸，引起大面積停電事故，因此，研究開發出可靠、先進、便捷的避雷器阻性電流在線監測系統，是推進避雷器在線監測的在線監測工作和狀態評價和狀態檢修工作的基礎和前提。目前國內、外所用的避雷器在線監測終端，大多都采用阻性電流法進行避雷器的在線監測，存在以下問題：1.絕大多數在線監測裝置的功能方式都采用外部電源供電、太陽能供電、電池供電等三種方式。這些方式都有一定的局限性。比如采用外部供電方式成本較高，且在避雷器釋放雷電流時對整個站用變有不安全因素；采用太陽能供電方式很大程度上依賴天氣因素，可靠性不高；采用電池供電方式需要定期對所有監測裝置進行更換，不經濟且工作量巨大。2、采用阻性電流法的在線監測裝置，都需要引入電壓互感器（PT）的電壓信號作為參考信號，需要在整個變電站進行布線，將母線PT的二次測量端的信號牽引到每個間隔的避雷器監測裝置處，工程量非常巨大。如申請號為201100288860.1申請日為2010年9月25日，授權公告日為2013年1月16日，名稱為“一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法”的專利技術專利。該專利技術專利還是同時采集避雷器泄漏電流信號以及施加于避雷器上的電壓信號，但是其獲得避雷器電壓信號的方式是通過互感器或電容分壓器來獲得，因此就必須在整個變電站進行布線，將母線PT的二次測量端的電壓信號牽引到每個間隔的避雷器監測裝置處，工程量非常巨大，不利于實際現場情況的安裝實施。
技術實現思路
本專利技術提供一種避雷器在線監測系統，該在線監測系統采用避雷器泄漏電流供能、無線射頻通信進行數據傳輸，該系統由避雷器在線監測終端、電壓匯集裝置、同步控制通信機和數據分析處理平臺四大部分構成，避雷器在線監測終端利用金屬氧化物避雷器固有的泄漏電流來獲取該裝置的工作能源，同時采用無線射頻通訊方式來同步避雷器在線監測終端、電壓匯集裝置的時鐘及同步采樣、數據傳輸。使得避雷器在線監測系統在無源、無需布置大量信號、通信電纜的情況下進行工作，極大的提高了避雷器在線監測終端的可靠性和實用性，同時又易于現場裝置的安裝調試和維護。為解決上述的技術問題，本專利技術采用以下技術方案：一種避雷器在線監測系統，包括避雷器在線監測終端、電壓匯集裝置、同步控制通信機和數據分析處理平臺，避雷器在線監測終端和電壓匯集裝置兩者接收來自同步控制通信機發出的采樣通知信號后，分別進行電流信號或電壓信號的采集，并將采集得來的電流信號或電壓信號發送給同步控制通信機，同步控制通信機對接收到的電流信號或電壓信號進行計算處理得到避雷器的阻性電流值后，將避雷器的阻性電流值傳送至數據分析處理平臺進行分析處理以實現在線監測。所述避雷器在線監測終端包括CPU、避雷器泄漏電流采樣模塊、避雷器泄漏電流儲能供電模塊、無線通信模塊、時鐘同步模塊，CPU、避雷器泄漏電流采樣模塊、避雷器泄漏電流儲能供電模塊三者相連，無線通信模塊的一端和CPU相連，無線通信模塊的另一端和天線端口相連，時鐘同步模塊和CPU相連。所述避雷器泄漏電流儲能供電模塊包括電阻片、動作儲能電容、能源儲能電容、觸發電路、整流橋電路、電磁繼電器、能源管理模塊，所述電阻片和整流橋電路并聯，整流橋電路的正極和觸發電路相連，觸發電路和電磁繼電器串聯，觸發電路并聯有一電流表，動作儲能電容的一端和整流橋電路的正極相連，動作儲能電容的另一端和電磁繼電器相連，動作儲能電容的另一端還連接有能源儲能電容的正極，能源儲能電容的負極和整流橋電路的負極相連，能源儲能電容上還并聯有能源管理模塊。所述避雷器泄漏電流采樣模塊包括套接在避雷器引下線上的穿心互感器、LPF低通濾波器、PGA可編程增益放大器和ADC，穿心互感器側接LPF低通濾波器，LPF低通濾波器、PGA可編程增益放大器、ADC依次相連，PGA可編程增益放大器、ADC同時和CPU相連。還包括LCD，所述LCD和CPU、無線通信電路、避雷器泄漏電流儲能供電模塊均相連。所述電壓匯集裝置包括端口、LPF低通濾波器、AMP放大器、ADC單元、電源、時鐘同步模塊和CPU，端口、LPF低通濾波器、AMP放大器、ADC單元、CPU依次相連，CPU還連接有無線通信電路，無線通信電路和天線端口相連，時鐘同步模塊和CPU相連。端口、LPF低通濾波器、AMP放大器數目一一對應且為2個及以上。所述同步控制通信機包括CPU、RAM、無線通信電路、時鐘同步模塊、以太網接口，所述RAM和CPU相連，CPU和無線通信電路、時鐘同步模塊、以太網接口相連。整個監測系統的能源消耗計算方法為：能源收集，取現場MOA最小泄漏電流200uA，裝置設計為T分鐘進行一次MOA泄漏電流采樣；常態情況下裝置處于休眠模式，若避雷器在線監測終端有事件則即蘇醒進行處理，待處理完后繼續進入休眠模式，監測終端每次喚醒后無線接收10mS，由于無線通信速率為256Kbps即其有效數據傳輸載荷為32768字節/秒；無線時鐘同步數據包長度為128字節，泄漏電流測量數據包為256字節，MOA雷擊動作數據包為128字節；整個系統休眠電流為5uA；CPU喚醒后工作電流為8.5mA；泄漏電流采樣電流為1.2mA，T分鐘獲取能源:W獲取=單位時間（秒）×MOA泄漏電流（uA），T分鐘通信消耗能源：W消耗1=單位時間（秒）×靜態電流+單位時間內喚醒次數×喚醒接收時間（秒）×接收電流+時鐘同步時間（秒）×（接收電流+發送電流）+數據傳輸時間（秒）×（接收電流+發送電流），T分鐘采樣消耗能源：W消耗2=采樣時間×采樣電流+計數時間×數字電路工作電流，T分鐘數字處理能源消耗W消耗3=單位時間（秒）×休眠電流（uA）+單位時間內喚醒次數×喚醒時間×數字電路工作電流。監測終端的中央處理器采用STM32L系列，無線通信電路采用GFSK編解碼基帶處理和電流型D類放大器，無線通信電路射頻通信頻率為433Mhz，數據傳輸速率為256Kbps。避雷器在線監測系統的使用方法，包括以下步驟：步驟1：在整個變電站安裝避雷器在線監測系統；步驟2：電壓匯集裝置、同步控制通信機采用站用電進行工作，此時電壓匯集裝置實時的主動請求同步控制通信機進行時鐘同步；步驟3：避雷器在線監測終端利用避雷器泄漏電流進行能源存儲；<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種避雷器在線監測系統，其特征在于：包括避雷器在線監測終端、電壓匯集裝置、同步控制通信機和數據分析處理平臺，避雷器在線監測終端和電壓匯集裝置兩者接收來自同步控制通信機發出的采樣通知信號后，分別進行電流信號或電壓信號的采集，并將采集得來的電流信號或電壓信號發送給同步控制通信機，同步控制通信機對接收到的電流信號或電壓信號進行計算處理得到避雷器的阻性電流值后，將避雷器的阻性電流值傳送至數據分析處理平臺進行分析處理以實現在線監測。

【技術特征摘要】
1.一種避雷器在線監測系統，其特征在于：包括避雷器在線監測終端、電壓匯集裝置、同步控制通信機和數據分析處理平臺，避雷器在線監測終端和電壓匯集裝置兩者接收來自同步控制通信機發出的采樣通知信號后，分別進行電流信號或電壓信號的采集，并將采集得來的電流信號或電壓信號發送給同步控制通信機，同步控制通信機對接收到的電流信號或電壓信號進行計算處理得到避雷器的阻性電流值后，將避雷器的阻性電流值傳送至數據分析處理平臺進行分析處理以實現在線監測。
2.根據權利要求1所述的在線監測系統，其特征在于：所述避雷器在線監測終端包括CPU、避雷器泄漏電流采樣模塊、避雷器泄漏電流儲能供電模塊、無線通信模塊、時鐘同步模塊，CPU、避雷器泄漏電流采樣模塊、避雷器泄漏電流儲能供電模塊三者相連，無線通信模塊的一端和CPU相連，無線通信模塊的另一端和天線端口相連，時鐘同步模塊和CPU相連。
3.根據權利要求2所述的在線監測系統，其特征在于：所述避雷器泄漏電流儲能供電模塊包括電阻片、動作儲能電容、能源儲能電容、觸發電路、整流橋電路、電磁繼電器、能源管理模塊，所述電阻片和整流橋電路并聯，整流橋電路的正極和觸發電路相連，觸發電路和電磁繼電器串聯，觸發電路并聯有一電流表，動作儲能電容的一端和整流橋電路的正極相連，動作儲能電容的另一端和電磁繼電器相連，動作儲能電容的另一端還連接有能源儲能電容的正極，能源儲能電容的負極和整流橋電路的負極相連，能源儲能電容上還并聯有能源管理模塊。
4.根據權利要求2所述的在線監測系統，其特征在于：所述避雷器泄漏電流采樣模塊包括套接在避雷器引下線上的穿心互感器、LPF低通濾波器、PGA可編程增益放大器和ADC，穿心互感器側接LPF低通濾波器，LPF低通濾波器、PGA可編程增益放大器、ADC依次相連，PGA可編程增益放大器、ADC同時和CPU相連。
5.根據權利要求1所述的在線監測系統，其特征在于：所述電壓匯集裝置包括端口、LPF低通濾波器、AMP放大器、ADC單元、電源、時鐘同步模塊和CPU，端口、LPF低通濾波器、AMP放大器、ADC單元、CPU依次相連，CPU還連接有無線通信電路，無線通信電路和天線端口相連，時鐘同步模塊和CPU相連。
6.根據權利要求5所述的在線監測系統，其特征在于：端口、LPF低通濾波器、AMP放大器數目一一對應且為2個及以上。
7.根據權利要求1所述的在線監測系統，其特征在于：所述同步控制通信機包括CPU、RAM、無線通信電路、時鐘同步模塊、以太網接口，所述RAM和CPU...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周建聰，賴毅，閆卓，胡桃濤，陳琳，周旭東，
申請(專利權)人：國網四川省電力公司資陽供電公司，四川中電啟明星信息技術有限公司，四川藍訊寶邇電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51