基于高精度电流表的避雷器在线监测仪校验装置的研制与应用
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避雷器在线监测仪作用用途及原理介绍书山有路勤为径;学海无涯苦作舟避雷器在线监测仪作用用途及原理介绍避雷器在线监测仪作用用途及原理介绍氧化锌避雷器的泄漏电流可以被分为两部分:容性部分和阻性部分,正常情况下阻性电流在全电流的分量比较小,所以阻性电流的增加,对全电流的增加很小,全电流的监测对阻性电流的变化不是很灵敏。
为了监测阀片的非线性电阻特性最好的办法是直接监测阻性电流。
根据变电站的发展需求与发展方向,切实提高无人/少人值守变电站的安全水平,在变电站配置氧化锌避雷器泄露电流在线监测系统。
用于实时监控以下情况:1. 实时监控氧化锌避雷器泄露全电流; 2. 实时监控氧化锌避雷器泄露阻性电流;3. 实时记录发生雷击的次数和时间,以便于查找原因时能作为依据。
避雷器在线监测器在监测氧化锌避雷器全电流、阻性电流、雷击次数和时间的运行次数时,不断向控制室发送实时数据,达到远程监测的目的。
1)在运行电压下流过高压避雷器的泄漏全电流包含了阻性泄漏电流分量、容性泄漏电流分量两部分。
在避雷器处于正常运行电压状态下阻性电流分量远远小于容性分量,一般阻性泄漏电流分量占全电流的比例不会超过1015%的数值,所以阻性分量即使增加一倍,全电流的变化不会超过5.0%。
所以采用全电流的测量方法,在线监测仪就不能有效监视避雷器的内部性能劣化的趋势。
2)在运行电压下的测量,由于运行电压的变化幅度将达到大于5%以上,所以产生的全电流的变化由于电容分量的线性变化影响使测量全电流数值的结果也有5% 以上幅度的变化,从而淹没了由于阻性电流变化而引起全电流变化5.0%的比例。
3)如果氧化锌避雷器在运行中由于内部元件发生劣化,引起阻性泄漏电流的增加,即有功损失分量不断加大,如此继续劣化下去,达到一定程度后会导至避雷器的热崩溃,若不能迅速将不正常的避雷器及时退出专注下一代成长,为了孩子。
设计应用技术DOI:10.19399/j.cnki.tpt.2023.03.006避雷器智能在线监测系统的研究与设计李明双,涂远生,孙新年,林果,陈明星(南阳金牛电气有限公司,河南南阳474750)摘要:避雷器是保护电气设备免遭过电压冲击的重要器件,其运行方式特殊,如果缺少有效的监测管理,容易引发二次雷击事故。
为了保障电力设备和避雷器的正常运行,建立安全、可控且雷电数据可追溯的避雷器智能在线监测系统。
首先介绍了避雷器的相关信息,其次对传统避雷器检测方式进行了说明,最后对避雷器智能在线监测系统进行研究,以此推动我国雷电防护领域实现更好的发展。
关键词:避雷器;智能监测;在线系统Research and Design of Intelligent On-Line Monitoring System for Lightning Arrester LI Mingshuang, TU Yuansheng, SUN Xinnian, LIN Guo, CHEN Mingxing(Nanyang Jinniu Electric Co., Ltd., Nanyang 474750, China)Abstract: Lightning arrester is an important device to protect electrical equipment from overvoltage impact, and its operation mode is special. If there is no effective monitoring and management, it is easy to cause secondary lightning accidents. In order to ensure the normal operation of power equipment and lightning arresters, a safe, controllable and traceable lightning arrester intelligent on-line monitoring system is established. Firstly, the relevant information of lightning arrester is introduced, secondly, the traditional detection methods of lightning arrester are explained, and finally, the intelligent on-line monitoring system of lightning arrester is studied, so as to promote the better development of lightning protection field in China.Keywords: lightning arrester; intelligent monitoring; on-line system0 引 言避雷器的核心原理是以放电的方式释放过电压,保障电气设备安全。
避雷器在线监测装置在变电站的应用与研究摘要:众所周知,避雷器(linearrester)通常是适用于电力线路以降低瞬态雷电冲击时绝缘子闪络危险的一种避雷器。
必要时,也可以用于保护线路绝缘子之外的任何其它电器设备。
线路避雷器运行时它与线路绝缘子并联,当线路遭受雷击时,能有效地防止雷电直击输电线路所引起的故障和雷电绕击输电线路所引起的故障。
架空输电线路是电力系统的重要组成部分,由于其分布范围广,极易遭受雷击。
从目前运行情况看,在国内外雷击仍然是输电线路的主要危害。
线路避雷器是降低线路雷击跳闸率的有效手段,从而提高系统的可靠性。
关键词:避雷器;在线监测;控制回路;泄漏电流引言随着计算机技术和电力设备二次系统测量、保护装置的数字化发展,电力系统对测量、保护、控制和数据传输智能化、自动化及电网安全、可靠和高质量运行的要求越来越高,具有测量、保护、监控、传输等组合功能的智能化、小型化、模块化、机电一体化电力设备,对电网安全、可靠和高质量运行具有重要意义。
以电力设备的状态监测为基础的状态检修已经成为实现智能化变电站并最终建立智能电网的核心技术之一。
电力设备的状态监测是指通过传感器、计算机及通讯网络等技术,获取设备运行的实时状态参数,并进行综合分析处理,对设备的运行状态进行判定。
避雷器是电网中的重要保护设备,对避雷器的在线监测技术的研究和应用是实现避雷器状态检修的发展方向。
1避雷器在线监测装置的改进方案为了解决现有技术存在的上述问题,本文提出了一种可在线监测的避雷器检测装置,如图1所示。
该在线监测避雷器检测装置,包括装置本体、设于该装置本体内部的泄漏电流测试表和高压进线板,高压进线板与泄漏电流测试表的输入端电连接,且该改进方案还包括在线监控电路。
泄漏电流测试表包括指针和刻度表。
与常规的避雷器检测装置相比较,该监测装置本体上设有与刻度表对应匹配的零值端子、正常值端子和超值端子,零值端子、正常值端子和超值端子,三者可分别与指针接触或断开,并分别形成零值开关K1、正常值开关K2和超值开关K3,零值开关K1、正常值开关K2和超值开关K3均连接于在线监控电路中。
避雷器在线监测仪试验装置的改进与应用王晓春摘要:新入网的避雷器在线监测仪必须经过校验检查过电压动作次数和电流表指示准确性后才可投入运行。
近年来工程投运中,经常发现避雷器在线监测仪电流表指示故障的缺陷,给工程安全顺利投运带来一定的困扰;同时运行中的避雷器在线监测仪由于密封不良,其监测电流表在运行中可能进入水分或潮气,使内部元件锈蚀,或其他原因造成监测电流表不能正常动作,泄漏电流指示不准确。
关键词:避雷器;在线监测仪;试验装置;准确率;一实例方案根据避雷器在线监测仪试验装置的功能现状,对现有的避雷器在线监测仪试验装置进行全面改进与优化,使其能反映在线监测仪电流表指示避雷器泄漏电流的准确性,同时装置实现小型化,适应工程现场的恶劣多变环境,便于现场高效应用。
装置改进方案原理图如图1所示。
使用电压发生器产生电压加至模拟避雷器模块,产生模拟避雷器泄漏电流,采用高精度的电流测量模块进行100%连续测量。
其内阻必须远小于在线监测仪的内阻,最大程度准确测出模拟避雷器泄漏电流大小。
通过高精度电流测量模块的电流值与在线监测仪本身指示的电流值是否相近进行判断对比;增加微动校验模块,可以检查在线监测仪电流表指针指示是否卡针。
使用电压发生器模拟雷电过电压,当高压发生作用于被试设备时,观察在线监测仪的动作计数器是否动作,同时设置过电压反击保护功能,保障试验人员工作安全。
图1 装置改进方案原理图二实施过程装置输入电源模块经平波电路和调节电路后,传输给逆变电路单元。
由电压发生器和模拟避雷器联合产生模拟避雷器泄漏电流作用于在线监测仪的电流表,同时设置微动调节单元和相应保护电路,控制各电路单元处于正常工作状态,并经高精度电流测量单元进行测量,即确保准确测量出模拟避雷器泄漏电流的大小,与在线监测仪电流表指示的电流值是否相近进行判断。
由内置电压发生器产生模拟避雷器过电压且保护电路处于工作状态,作用于在线监测仪的动作计数器,通过观察动作计数器动作的准确性和可靠性进行分析判断。
基于采集避雷器泄露电流的线路避雷器在线监测系统的设计与应用摘要:氧化锌避雷器在电力系统中有着广泛的应用,随着避雷器数量的快速增长,避雷器的运行状态直接关系到电网的安全运行和电力系统的经济效益。
由于很多电力线路架设在深山或者野外,避雷器的巡视工作愈发困难。
本文介绍了一种基于避雷器泄漏电流取电的线路避雷器在线监测仪,可以在80uA的低泄漏电流下工作,并且通过无线方式传输监测数据。
关键词:泄漏电流取电;80uA;无线传输;物联网引言:当前电力系统中的避雷器在线监测仪大多是老式雷击计数器和电流表,需要人工巡视和记录。
很多电力线路架设在偏远地区,交通不便,给巡线工作带来了极大的困难。
新式带有物联网功能的在线监测仪应用于电压等级较高的线路中。
低电压等级的线路由于泄漏电流较小,设备无法正常工作。
因此急需一种可以在低电压等级线路中使用的无需内置电源的监测系统。
1.概述基于避雷器泄漏电流取电的避雷器在线监测系统一般由四个部分组成:避雷器在线监测仪终端、数据中继系统、后台数据服务器、用户客户端。
系统组成如下图所示:避雷器在线监测仪终端作为系统的感知层,安装在电力线路中避雷器的接地端,通过采集泄漏电流的方式来储存能量。
储存足够的电能后终端启动,开始监测当前避雷器的泄漏电流和雷击次数。
终端采集数据后发送给数据中继系统,数据中继系统收到数据后进行简单的处理,然后将数据打包发送给后台服务器。
后台服务器接收到数据后进行相应计算和处理,得到最终的结果。
用户可以通过计算机或者移动设备查阅当前系统管理的各个避雷器的运行参数,如果出现异常可以及时发出预警并且进行定位。
2.在线监测仪终端的电能收集与系统供电避雷器在线监测仪终端的一大难点就是系统的供电,目前主流的方案是利用避雷器本身的泄漏电流对避雷器在线监测仪终端内部的超级电容进行充电,当电容电压达到设定值之后由电压检测芯片触发电路,让系统进入到工作状态,整个系统处于降压工作模式。
为了满足系统的工作,触发电压要远远高于系统电路的额定工作电压。
产品技术规范书设备名称:避雷器在线监测仪校验装置型号:GDAM-3C一、产品关键字避雷器监测器持续电流增大监测器数据二、功能简述:避雷器用监测器已经普及我国各大小电厂电站,为避雷器的可靠运行提供了重要数据。
由于密封性能的差异,监测器在运行的过程中可能进入水分和潮气,使内部器件锈蚀,或其他原因造成监测器计数器不能正常动作,泄漏电流指示不准确。
所以《规程》规定应每年都对避雷器监测器进行检查。
运行中的避雷器监测器显示异常数据时,工作人员则需要进行相应检测找出故障原因。
其中当监测器显示电流数值比正常明显偏大时,一般为避雷器持续电流增大(包括阻性电流增大、外瓷套污秽电流增大等),或者是监测器测量部分出现故障;当监测器显示电流数值比正常明显偏小时,一般为绝缘底座漏电或者监测器本身故障所致。
可见只要监测器数据异常,监测器本身就是最大的怀疑对象。
一般工作人员首先会对监测器进行检测,当确定监测器良好后才开始检测避雷器及查找其它问题。
目前,市场上监测器品种繁多,质量也良莠不齐,而且生产厂家大多不提供监测器的检测设备,而《规程》上提供的简易检测手段现场制作十分困难,使用操作不方便也不安全。
所以如何判断监测器的好坏也就成了现场工作人员非常头痛的问题。
针对上述现状,我公司根据多年的现场经验总结研发了集监测器电流校验、监测器动作测试和电流测量等多种功能于一体的多功能高精度测试仪器——GDAM-3C避雷器在线监测仪校验装置,仪器为一体化结构,内置超大容量充电电池,操作简单,便于携带。
三、仪器特点:全触控超大液晶显示操作简单,仪器配备了高端的全触控液晶显示屏,超大显示界面所有操作步骤中文菜单显示,每一步都非常清楚,操作人员不需要额外的专业培训就能使用。
轻轻触摸一下就能完成整个过程的测量,是目前非常理想的智能型测量设备。
语音智能该仪器内部配备了语音提示功能,超大液晶全中文显示,再配合智能语音提示,使仪器智能化程度更高全自动模拟雷击由于雷击过程非常短暂的,而传统模拟雷击均为手动控制,其输出电流的控制根本无法精确的控制在很短暂的时间内完成。
一种避雷器在线监测仪性能实地校验装置的研究与应用【摘要】目前,对避雷器在线监测仪的检测校验,只能通过常规的避雷器放电计数器对动作次数进行检测校验,对于监测仪的电流精度,工作现场则是一直无法开展检测校验。
本文根据脉冲电流和工频电流产生原理,通过自行组装元器件,研制一种避雷器在线监测仪性能实地校验装置。
该装置简单、轻便和实用,能在现场迅速对避雷器在线监测仪的电流精度作出校准和动作次数作出检验。
【关键词】避雷器在线监测仪;校验测试装置;漏电电流;动作次数引言现在传统的避雷器放电计数器校验仪只能对避雷器在线监测仪的动作次数进行检测校验,工作现场无法检测其电流精度,电网系统内曾多次发生因避雷器内部受潮、绝缘降低引起的爆炸事件。
因此,非常有必要对避雷器在线监测仪的工作状况进行检测,保证监测仪指示动作次数和泄漏电流正确,准确地反映避雷器的运行状况,保障人员的安全与设备的健康。
目前,对避雷器在线监测仪的检测和校验,只能通过常规的避雷器放电计数器对动作次数进行检测,对于监测仪的电流精度,工作现场则是一直无法开展检测校验,试验通常是在离线情况下进行的,即首先将在线监测仪从接地回路中拆离开来然后对独立的在线监测仪进行试验判断它的性能是否良好,这样的试验需要将监测仪从正在运行的避雷器接地回路中拆离开,不仅工作需要考虑一定的安全因素,并且需要耗费相当的检修力量。
本文根据脉冲电流和工频电流产生原理,通过自行组装元器件,研制一种避雷器在线监测仪性能实地校验装置,该装置简单、轻便和实用,能在现场迅速对避雷器在线监测仪的电流精度做出校准和动作次数做出检验,实现了在线监测仪的现场校验试验,并且可及时准确地更换已经损坏的监测仪,避免错误地更换了本身正常的价值较高的监测仪,节约了生产成本,且提高操作人员的安全性。
1.避雷器在线监测仪校验装置的研制1.1 校验测试装置原理该装置包含两个功能模块,一是脉冲电流输出模块,能够输出≥100A(8 / 20μs)的冲击电流,利用输出的冲击电流测试动作次数。
避雷器在线监测仪试验装置的改进与应用摘要:目前采用的氧化锌避雷器大多不带间隙,这样氧化锌阀片长期直接承受工频电压,运行期间总有电流流过阀片,另外再加上冲击电压、密封不严及内部受潮等因素的作用,会引起避雷器阀片的老化、阻性泄漏电流增加和功耗加剧,从而导致避雷器阀片温度上升而发生热崩溃,严重时,甚至引起避雷器的爆炸事故。
因此,为了保证电力系统的安全运行,对避雷器进行在线监测实时了解其运行状态,及时发现避雷器的异常和事故隐患是十分必要的。
关键词:金属氧化物避雷器;在线监测装置;策略1智能型避雷器在线监测装置原理和分析图是MOA阀片在单相小电流下的电路等效模型,它是由一个非线性电阻R与线性电容C并联而成,设Ux为设备运行电压,Ix为避雷器总泄漏电流,其中IR为阻性电流,IC为容性电流。
从等效电路可知,流过MOA的总泄漏电流可分为阻性电流IR和容性电流IC两部分,容性电流分量产生的无功损耗并不会使避雷器阀片发热,导致避雷器阀片发热的是阻性分量产生了有功损耗。
图1 单相小电流下的电路等效模型避雷器等效电路在大电流冲击情况下,避雷器会迅速泄放大电流,避雷器在线监测装置根据采集到的泄漏电流大小来判断避雷器动作与否,从而可靠进行避雷器动作次数计数。
在“交流无间隙金属氧化物避雷器用监测器”标准JB/T10492—2004中,明确了上限、下限计数电流大小范围。
避雷器泄漏电流监测内容有全电流监测和阻性电流监测,其中阻性电流可通过算法从全电流中分离出来的。
避雷器在正常运行时,阻性电流分量很小,占泄漏全电流的5%~20%,此时的泄漏全电流以容性电流分量为主导。
但当避雷器老化、受潮、过电压时,其泄漏全电流在幅值和波形上会有很大变化。
全泄漏电流在幅值上的增大主要是阻性电流分量的幅值增长速度快,全泄漏电流波形上的变化主要是由于阻性电流分量的非线性快速增长,因此检测阻性电流才能真正监测出避雷器的运行状态。
为此,在DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》中提到,对于复杂的现场形式而言,在阻性电流增加到50%时应分析原因,阻性电流增加一倍时应停电检查;同时在DL/T987—2005《氧化锌避雷器阻性电流测试仪通用技术条件》中提到需测试阻性电流,并规范了测量范围的上限和下限。