漏电在线监测系统设计

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漏电在线监测系统设计
作者:王俐
来源:《商情》2010年第32期
[摘要]当前污闪问题日趋严重,因此对污闪事故的监测要求也越来越高。

本文利用全分布式现场总线设计思路提出一种新的漏电在线监测系统设计方法,并结合软硬件提出总体设计图。

[关键词]污闪在线监测总体设计
近年来,随着我国工农业生产的迅速发展及大气污染的加剧,输电线路绝缘子的污闪问题日趋严重。

据统计,在电力系统总事故数中,污闪事故次数仅次于雷害位居第二,但污闪事故所造成的损失却是雷击事故的10倍。

全国六大电网几乎都发生过大面积污闪事故,造成了很大的经济损失。

2003年8月发生的美国、加拿大的停电事件为中国电网的安全敲响了警钟。

目前,国内多采用测量绝缘子盐密来指导线路清扫,但因我国输电线路杆塔数量多、分布广、地理条件复杂,测量工作繁重,因此无法做到连续监测,更不能及时反映在不同气候环境条件下绝缘子表面绝缘性能的状况。

根据测量的泄漏电流并结合环境条件来判断绝缘子表面的污秽积聚过程,是目前监测外绝缘污秽的重要方法,也是开展状态检修的实用手段。

本文设计的漏电在线监测系统通过在变电站不同电压等级、不同类型设备上安装室外监测分机,对设备电瓷外绝缘表面的泄漏电流及环境的温度、相对湿度信息进行全天候连续监测、处理、存储,并将分机数据送往系统主机。

主机的软件系统对分机数据进行比较、统计、分析后,向值班人员提供电气设备外绝缘表面的污湿工况和污秽预、报警服务。

防污人员可通过该系统随时查询、显示各个监测点的污秽泄漏电流大小,泄漏电流即时波形和泄漏电流的发展趋势,了解污秽的积聚过程和观察污闪的发展变化,并能监测到已有防污措施的效果及设备的运行状况。

整个系统采用全分布式现场总线设计思想,就地测量、数字传输,将彻底杜绝被测信号的长距离传输问题及地电位冲击问题,整个监测系统由若干个能独立工作的室外分机及一个中央监控器构成。

所有室外分机均就近安装在被测设备运行现场,可以就地获得被测电气设备的参数。

每个室外分机可对一组电气设备(3相)进行监测,并可根据监测要求自由进行配置。

室外分机采用模块化结构,互换性好,高可靠性的工业级芯片可保证在户外环境下稳定运行。

监测中心(工控机)通过数字总线(RS485)控制各个室外分机的工作状态,并接收室外分机发送过来的测量数据。

在对测量数据进行汇集处理以后,通过局域网或电话线等通讯方式把监测数据远距离传送到用户的PC计算机。

监测主机与所有室外分机的联接,依靠双绞线实现。

其中一组用于向各个室外分机提供交流工作电源,另一组用于数据通讯。

室外分机的数据通讯接口及电源输入接口均采用光电隔离或电磁隔离,相当于使电源线及通讯线处于悬浮状态,而被测信号又通过穿心式电流传感器进行隔离,因此可保证各个室外分机的电气接地完全独立,相互之间没有电气联系,这样既解决了抗干扰、抗冲击等方面的问题,又不会改变被测电气设备原有的接地方式,使运行安全性得到保证,每个室外分机可在运行现场直接接地。

监测系统采用这种分布式结构以后,由于室外分机同时进行测量,即在同一时刻完成对变电站内所有被测电气设备的泄漏电量测量,有利于排除外界因素变化对测量结果所造成的影响,这是因为变电站内所有的被测设备在同一时刻所受到的影响因素是相同的,测量数据具有较强的可比性,特别是对于那些结构相同的电气设备来说,通过对测量数据的纵向或横向比较,可把各种干扰因素在这一时刻所造成的测量误差当作一个确定的误差剔除,得到被测设备本身绝缘状况的真实变化。

实时数据的存储采用数据变化时才存储,软件采用分步式、组态结构,人机界面要友好。

整个系统主要由局监控中心主机、变电站监控中心(工控机及工控机软件系统)、信号处理单元以及AD采样卡、网卡或Modem、GSM通信模块、泄漏电流传感器、温湿度传感及通讯线缆等组成,总体结构图,见图1所示。

图1 总体结构图
参考文献:
[1]赵子玉,彭宗仁,谢恒方.悬式绝缘子污层电导率与泄漏电流的现场测试技术研究.电工技术学报,1997,12(2):43-46.
[2]任海鹏,刘丁,李琦,郑岗.变电站绝缘子污秽闪络在线监测技术.电工技术学报,2002,(3):77-81.
[3]顾乐观,孙才新.电力系统的污秽绝缘.重庆:重庆大学出版社,1988.
[4]吴丽娜,高敬阳.Windows2000/XP下通用实时采集的设计与实现[J].计算机应用,2005,(02).。