避雷器故障监测系统以及电能质量监测系统的制作方法

本实用新型涉及电力系统监测技术领域，尤其是涉及一种避雷器故障监测系统以及电能质量监测系统。

背景技术：

随着电力系统的发展，避雷器经历了传统阀式避雷器到现代金属氧化物避雷器两个阶段，目前使用的金属氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester，简称MOA)以氧化锌为主要成分，因此为氧化锌避雷器。由于MOA长期承受电力系统运行电压的作用，MOA阀片会逐渐劣化，同时MOA容易受潮，导致其进一步加剧劣化速度，严重时会引起损坏甚至爆炸，进而导致更大的事故，因此国内外都很重视对MOA状态的监测。

目前，我国已经研发了多种用于监测避雷器的仪器和装置，并起到一定作用。从最开始的实验室测量逐步发展到带电测试，再由最初的计数器发展到带泄露电流的计数器。随着智能电站的大力兴建和状态检修的广泛推行，避雷器早期故障在线监测预警是重要的发展方向，避雷器监测是变电站设备状态检修的重要组成部分之一。

但是，由于每年例行检修工作量很大，现有技术中的方法不能满足电力部门的要求，目前的MOA在线监测模式大体为集中式微机在线监测模式与分布式在线监测模式，集中式微机在线监测模式的准确率低、稳定性差，而分布式在线监测模式需要采用现场设置电缆，布线很麻烦，工程量大。因此不能在电缆布线简便的情况下，保证较高的监测准确率与稳定性，在现有技术中无法方便且高质量的对避雷器进行监测。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种避雷器故障监测系统以及电能质量监测系统，以解决现有技术中存在的无法方便且高质量的对避雷器进行监测的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种避雷器故障监测系统，包括避雷器故障监测装置以及主站管控服务器；

避雷器故障监测装置与主站管控服务器之间通过远程扩频无线通信进行信息传输；

主站管控服务器对避雷器故障监测装置监测到的避雷器故障监测信息进行读取与分级。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，避雷器故障监测装置包括故障信息监测器；

故障信息监测器通过测量避雷器的泄漏电流三相矢量以及各相电流阻性分量变化值，监测避雷器的故障信息。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，主站管控服务器包括避雷器故障预警设备，当泄漏电流三相矢量之间的差异值或/和电流阻性分量变化值超出设定阈值时，避雷器故障预警设备通过无线通信向手机或/和计算机发出警告信息。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，避雷器故障监测装置还包括避雷器故障信息存储设备；

避雷器故障信息存储设备用于储存故障信息监测器监测到的避雷器故障监测信息。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电能质量监测系统，包括电网谐波源监测装置以及如第一方面的避雷器故障监测系统；

主站管控服务器、避雷器故障监测装置与电网谐波源监测装置之间通过远程扩频无线通信进行信息传输；

主站管控服务器对电网谐波源监测装置监测到的电网谐波源监测信息进行读取与分级。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，电网谐波源监测装置包括谐波源读取器，谐波源读取器用于读取电网的非线性电路动态谐波。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，主站管控服务器包括电网谐波预警设备，当非线性电路动态谐波的高次谐波值超出设定阈值时，电网谐波预警设备通过无线通信向手机或/和计算机发出警告信息。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，电网谐波源监测装置还包括谐波源监测信息存储设备；

谐波源监测信息存储设备用于储存谐波源读取器监测到的电网谐波源监测信息。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，主站管控服务器还包括监视设备；

监视设备通过缩放矢量图形可视化对避雷器故障监测信息与电网谐波源监测信息进行管控。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，主站管控服务器通过嵌入式通信芯片，进行避雷器故障监测装置、电网谐波源监测装置与主站管控服务器之间的远程扩频无线通信。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供的避雷器故障监测系统，包括主站管控服务器和避雷器故障监测装置，主站管控服务器对避雷器故障监测装置监测到的数据进行读取与分级，主站管控服务器和避雷器故障监测装置之间通过远程扩频无线通信进行数据的传输，通过远程扩频无线通信，代替了大量的电缆布线，使现场设置电缆的布线得以简便，且通过主站管控服务器对数据信息的读取与分级，使监测的准确率与稳定性得到提高，从而解决了现有技术中存在的无法方便且高质量的对避雷器进行监测的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的避雷器故障监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的避雷器故障监测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的主站管控服务器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电能质量监测系统的结构示意图。

图标：1-避雷器故障监测系统；11-避雷器故障监测装置；111-故障信息监测器；112-避雷器故障信息存储设备；12-主站管控服务器；121-雷器故障预警设备；2-避雷器；3-电能质量监测系统；31-电网谐波源监测装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前对避雷器进行的监测无法做到监测方便且质量高，基于此，本实用新型实施例提供的一种避雷器故障监测系统以及电能质量监测系统，可以解决现有技术中存在的无法方便且高质量的对避雷器进行监测的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种避雷器故障监测系统以及电能质量监测系统进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供的一种避雷器故障监测系统1，如图1所示，包括避雷器故障监测装置11以及主站管控服务器12：避雷器故障监测装置11与主站管控服务器12之间通过远程扩频无线通信(Long Range，简称LoRa)进行信息传输，主站管控服务器12对避雷器故障监测装置11监测到的避雷器故障监测信息进行读取与分级。

其中，远程扩频无线通信是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，其实也是诸多低功耗广域物联网通信技术中的一种。远程扩频无线进行平台组网通讯，通信距离远且安全可靠，能够克服传统无线通信存在的各种问题，在支撑智能城市的应用下，采用远程扩频无线通信为电力专网通信提供了一个参考模式。

如图2所示，避雷器故障监测装置11包括故障信息监测器111，故障信息监测器111通过测量避雷器2的泄漏电流三相矢量以及各相电流阻性分量变化值，监测避雷器2的故障信息。

需要说明的是，由于故障信息监测器111作为金属氧化物避雷器2的早期故障监测器，直接反映金属氧化物避雷器2的阻性电流值Ir的增量值ΔIr，因此避雷器故障监测装置11依据金属氧化物避雷器2的泄漏电流三相矢量以及各相电流阻性分量变化值ΔIr判别避雷器2早期故障。

具体的，避雷器故障监测装置11中的故障信息监测器111测量阻性电流值Ir，最终获得Ir的增量值ΔIr，即电流阻性分量变化值。电流阻性分量变化值很小或等于零时，避雷器正常；电流阻性分量变化值越大，金属氧化物避雷器故障越严重。该技术方案通过对金属氧化物避雷器2泄漏电流三相矢量以及各相电流阻性分量变化值的监测，判断金属氧化物避雷器2老化或故障状态，实现对避雷器2故障的早期故障诊断和状态检修，完善电网管控平台的实时监控功能，避免因避雷器2故障影响电力系统传输。

因此，避雷器故障监测装置11通过对避雷器三相电流矢量和变化值的监测，支持判定避雷器2早期故障。

如图3所示，主站管控服务器12包括避雷器故障预警设备121，当泄漏电流三相矢量之间的差异值或电流阻性分量变化值超出设定阈值时，避雷器故障预警设备121通过无线通信向手机或/和计算机发出警告信息。

进一步的是，避雷器故障预警设备121可以直接在变电站建设时安装到位，也可在后期的大修和技改中进行推广，通过避雷器故障预警设备121的使用，可以实现避雷器2状态检修，破除避雷器2单纯以时间为基础的检修制度，建立以状态监测为基础的检修制度，使检修工作摆脱盲目性。

本实施例中，通过避雷器故障预警设备121的使用，能够提高设备运行可靠性，提高电网运行安全性，减轻运维人员的工作强度，提高检修工作的实效且优化检修模式，能够减少维修费用与设备事故率。

作为一个优选方案，避雷器故障监测装置11还包括避雷器故障信息存储设备112，如图2所示，避雷器故障信息存储设备112用于储存故障信息监测器监测到的避雷器2故障监测信息。

因此，通过避雷器故障信息存储设备112实现了避雷器1数据库的建立，有利于避雷器1状态检修，便于杜绝因可克服因素而造成的避雷器1事故。运行维护人员在事故处于萌芽状态时，能够通过检测手段及时发现隐患并进行处理，从而避免恶性事故的发生。

本实用新型实施例提供的避雷器故障监测系统1，包括主站管控服务器12和避雷器故障监测装置11，主站管控服务器12对避雷器故障监测装置11监测到的数据进行读取与分级，主站管控服务器12和避雷器故障监测装置11之间通过远程扩频无线通信进行数据的传输，通过远程扩频无线通信，代替了大量的电缆布线，使现场设置电缆的布线得以简便，且通过主站管控服务器12对数据信息的读取与分级，使监测的准确率与稳定性得到提高，从而解决了现有技术中存在的无法方便且高质量的对避雷器1进行监测的技术问题。

实施例二：

本实用新型实施例提供的一种电能质量监测系统3，如图4所示，包括电网谐波源监测装置31以及上述实施例一提供的避雷器故障监测系统1，主站管控服务器12对电网谐波源监测装置31监测到的电网谐波源监测信息进行读取与分级。

本实施例中，主站管控服务器12、避雷器故障监测装置11与电网谐波源监测装置31之间通过远程扩频无线通信进行信息传输。远程扩频无线通信是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，其实也是诸多低功耗广域物联网通信技术中的一种。远程扩频无线进行平台组网通讯，通信距离远且安全可靠，能够克服传统无线通信存在的各种问题，在支撑智能城市的应用下，采用远程扩频无线通信为电力专网通信提供了一个参考模式。

本实用新型实施例提供的电能质量监测系统3，通过采用嵌入式通信芯片，进行避雷器故障监测装置11、电网谐波源监测装置31与主站管控服务器12之间的联网和数据传输。

需要说明的是，电网谐波源监测装置31包括谐波源读取器，主站管控服务器12包括电网谐波预警设备。电网谐波源监测装置31中的谐波源读取器用于读取电网的非线性电路动态谐波，当非线性电路动态谐波的高次谐波值超出设定阈值时，电网谐波预警设备通过无线通信向手机或/和计算机发出警告信息。

具体的，电网谐波预警设备通过无线通信向智能手机、平板电脑、个人电子计算机等智能移动终端发出警告信息，智能移动终端读取并显示监测数据和告警信息。用户通过登录电能质量监测系统，能够实时监测系统的监测数据，且当系统监测的设备发生故障或启动告警时，用户终端接收故障信息和告警信息，实现工作人员对电网系统的实时监测，保证了电力系统的安全运行和高效维护。

因此，通过电网谐波预警设备的使用，能够提高电网运行的安全性，减轻运维人员的工作强度，提高检修工作的实效且优化检修模式，能够减少维修费用与设备事故率。

作为一个优选方案，电网谐波源监测装置还包括谐波源监测信息存储设备，谐波源监测信息存储设备用于储存谐波源读取器监测到的电网谐波源监测信息。通过谐波源监测信息存储设备实现了电网谐波源数据库的建立，有利于电网状态检修，便于杜绝因可克服因素而造成的电网事故。运行维护人员在事故处于萌芽状态时，能够通过检测手段及时发现隐患并进行处理，从而避免恶性事故的发生。

进一步的是主站管控服务器12还包括监视设备，监视设备通过可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics，简称SVG)可视化对避雷器故障监测信息与电网谐波源监测信息进行管控。

其中，可缩放矢量图形是基于可扩展标记语言，也就是标准通用标记语言的子集，可缩放矢量图形是用于描述二维矢量图形的一种图形格式，它由万维网联盟制定，是一个开放标准。可缩放矢量图形是一种新的二维矢量图形格式，也是规范中的网络矢量图形标准。可缩放矢量图形是用文本格式的描述性语言来描述图像内容，因此是一种和图像分辨率无关的矢量图形格式。

基于SVG可视化图形技术，采用热链接技术，实现所见即所得，便于实现谐波源数据的实时监测，以及避雷器早期故障的实时监测。因此，通过应用SVG可视化技术的电能质量监测系统，实现了区域一体化管理和后台智能分析，实现信息处理分级，达到谐波监测、避雷器2早期故障监测及预警的实用化。

本实用新型实施例中的主站管控服12务器还具有告警自动筛查和统计功能，实现对告警信息的智能化统计，生成事项趋势分析报告，辅助对谐波源与避雷器2的监测工作。通过建立趋势分析，实现避雷器2早期故障预警，能够使人员尽早安排检修，避免恶性事故。

此外，电能质量监测系统3采用避雷器故障监测装置11与电网谐波源监测装置31等设备的状态轮询机制，实现及时掌握避雷器故障监测装置11与电网谐波源监测装置31的运行状态，避免因避雷器故障监测装置11与电网谐波源监测装置31故障而导致事故发生，保障电能质量监测系统3的可持续健康运转，提高电网谐波源监测及避雷器早期故障诊断的稳定性。

作为本实施例的优选实施方式，避雷器故障监测装置11与电网谐波源监测装置31支持可扩展通信接口，支持232、485、RJ45接口，能够适应各自网络环境的应用。

其中，可扩展接口负责上电自检、联系操作系统以及提供连接操作系统与硬件的接口。

现有的避雷器2在线监测模式一般都为集中式微机在线监测模式与分布式在线监测模式，集中式微机在线监测模式的准确率低、稳定性比较差，而分布式在线监测模式需要采用现场设置电缆，布线很麻烦，工程量大，目前的电网谐波源监测方法与避雷器2故障监测方法均不能满足电力部门的要求。

本实施例中，采用主站管控服务器12，对避雷器故障监测装置11与电网谐波源监测装置31监测到的数据进行读取与分级，并且主站管控服务器12、避雷器故障监测装置11与电网谐波源监测装置31之间通过远程扩频无线通信进行信息传输，通过远程扩频无线通信，代替了现有技术中大量的电缆布线，使现场设置电缆的布线得以简便，且通过主站管控服务器12对数据信息的读取与分级，使监测的准确率与稳定性得到提高，从而解决了现有技术中存在的无法方便且高质量的对避雷器2进行监测的技术问题。

本实用新型实施例提供的电能质量监测系统，与上述实施例提供的避雷器故障监测系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。