无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统及监测方法与流程

本发明涉及无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统及监测方法，属于避雷器监测系统。

背景技术：

1、近年来，变电站运行中的交流无间隙氧化物避雷器由于阀片老化、电气性能变坏而引起的爆炸事故时有发生，这给国民经济带来了巨大的经济损失，给电网安全运行带来了严重的威胁。为此，科研院所、电力部门的专家、学者研究开发了多种用于监测避雷器绝缘性能的仪器、装置，这些仪器装置的运用对保障电网的安全运行起到了一定的作用。

2、氧化锌避雷器（moa）具有通流容量大、残压低、反应速度快、寿命长等优点，能有效保护电力设备，广泛应用于电力系统的过电压保护。由于moa有良好的非线性电阻特性，所以氧化锌避雷器内部是没有间隙的。正是由于没有间隙，在正常运行中阀片长期承受电力系统运行电压的作用，以及内部受潮或过热等因素的影响，因而会造成阀片非线性电阻特性的劣化。这种劣化的主要表现是正常电压下的阻性电流的增加，阻性电流的加大造成发热量的增加，避雷器内部温度的上升，温度的上升又加速阀片的老化，形成恶性循坏，最后导致moa由于过热而损坏，严重时可能引起避雷器的爆炸，引起大面积停电事故。

3、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。

4、moa阻性电流带电检测设备在电网中较为常用，但是现场接线较多，试验布置相对繁琐，而且测量过程中moa动作会对人员设备造成风险，因而近年来已经有采用无线传感器的产品，但是无法解决电压、电流同步测量的问题，往往电流信号的采集依然需要安装电流引线，这给现场运用带来较大工作量。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，完全采用无线手段对阻性电流进行监测，并且可以解决电压、电流同步测量的问题，大大减轻现场运用的工作量。

2、本发明采取的技术方案为：无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，包括电压互感器、无线电压传感器、无线电流传感器以及现场数据处理终端，三相避雷器的a相、b相以及c相的一端分别与交流电的a相、b相以及c相电性连接，三相避雷器的a相、b相以及c相的另外一端接地，所述电压互感器连接在交流电的母线上；所述无线电压传感器套设在连接所述电压互感器与地线连接的导线上，所述无线电流传感器的数量设置为3个并且分别套设在连接避雷器的a相、b相以及c相与地线的电线上；所述无线电流传感器以及所述无线电压传感器均与所述现场数据处理终端通过无线通信方式信号连接。

3、优选的，所述无线电压传感器以及所述无线电流传感器上均安装有卫星信号接收装置。

4、优选的，所述无线电流传感器包括信号采集模块、信号调理模块、处理器、数据储存模块、控制模块以及电源模块，

5、所述信号采集模块用于采集电流信号；

6、所述信号调理模块将采集的电流信号调理后传输给处理器；

7、所述处理器用于处理调理后的电流信号，所述处理器通过局域网信号连接有cma，cma通过无线通信的方式与所述现场数据处理终端信号连接；

8、所述数据储存模块用于存储处理后的数据；

9、所述电源模块用于提供电源。

10、优选的，所述信号调理模块与所述处理器之间设置有adc高速采集芯片。

11、优选的，所述处理器为fpga处理器。

12、优选的，所述数据储存模块为高速sram。

13、优选的，所述cma通过wifi的通信方式与所述现场数据处理终端信号连接。

14、优选的，所述控制模块通过gps通信模块将所述无线电流传感器以及无线电压传感器的位置发送给远程终端。。

15、无线氧化锌避雷器阻性电流监测方法，包括以下步骤：

16、s1,在避雷器与地线之间安装无线电流传感器，在电压互感器与地线之间安装无线电压传感器，在现场安装现场数据处理终端，所述无线电流传感器与所述无线电压传感器均与所述现场数据处理终端通过无线通信的方式连接；

17、s2,在所述无线电压传感器以及所述无线电流传感器上均安装有卫星信号接收装置，所述无线电压传感器以及所述无线电流传感器在采集信号时利用卫星秒脉冲进行时钟信号同步获取数据时标；

18、s3,采样数据的云-边协同技术，在“边端”实时完成电压、电流信号的谐波分析和质量分析，并将时标信息与电压、电流信号采集数据、边缘计算结果，边缘计算结果包括电压、电流谐波分量，进行混合编码并直接接入云端。

19、优选的，阻性电流的计算方法包括：

20、第一，在云端对边缘计算的数据进行解码，并基于同一变电站的唯一电压取样点，对分布在全站不同位置的moa进行特性对比，实现即时比对分析；

21、第二，进行智能分析，基于云端数据处理的优势，基于大量历史数据实现对moa受潮的智能判断。

22、本发明的有益效果：

23、1.本发明实现变电站氧化锌避雷器设备同步测量阻性电流，即实现了电压、电流同步测量，更准确、有效的判断避雷器的运行安全状态。

24、2.本发明实现变电站氧化锌避雷器阻性电流无线数据上传，减少操作人员的来回奔波抄表，极大提高工作效率，增强了变电站设备智能化，为提高变电所自动化水平积累经验；提高变电所运行实时监测水平，降低管理成本。

技术特征：

1.无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，包括电压互感器、无线电压传感器、无线电流传感器以及现场数据处理终端，三相避雷器的a相、b相以及c相的一端分别与交流电的a相、b相以及c相电性连接，三相避雷器的a相、b相以及c相的另外一端接地，所述电压互感器连接在交流电的母线上；所述无线电压传感器套设在连接所述电压互感器与地线连接的导线上，所述无线电流传感器的数量设置为3个并且分别套设在连接避雷器的a相、b相以及c相与地线的电线上；所述无线电流传感器以及所述无线电压传感器均与所述现场数据处理终端通过无线通信方式信号连接。

2.根据权利要求1所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，所述无线电压传感器以及所述无线电流传感器上均安装有卫星信号接收装置。

3.根据权利要求1所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，所述无线电流传感器包括信号采集模块、信号调理模块、处理器、数据储存模块、控制模块以及电源模块，

4.根据权利要求3所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，所述信号调理模块与所述处理器之间设置有adc高速采集芯片。

5.根据权利要求3所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，所述处理器为fpga处理器。

6.根据权利要求3所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，所述数据储存模块为高速sram。

7.根据权利要求3所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，所述cma通过wifi的通信方式与所述现场数据处理终端信号连接。

8.根据权利要求3所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，所述控制模块通过gps通信模块将所述无线电流传感器以及无线电压传感器的位置发送给远程终端。

9.无线氧化锌避雷器阻性电流监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，其特征在于，阻性电流的计算方法包括：

技术总结
本发明公开了无线氧化锌避雷器阻性电流监测系统，包括电压互感器、无线电压传感器、无线电流传感器以及现场数据处理终端，所述电压互感器连接在交流电的母线上；所述无线电压传感器套设在连接所述电压互感器与地线连接的导线上，所述无线电流传感器的数量设置为3个并且分别套设在连接避雷器的A相、B相以及C相与地线的电线上；所述无线电流传感器以及所述无线电压传感器均与所述现场数据处理终端通过无线通信方式信号连接。本发明实现变电站氧化锌避雷器设备同步测量阻性电流，更准确、有效的判断避雷器的运行安全状态；监测数据通过无线方式上传，减少操作人员的来回奔波抄表，极大提高工作效率。

技术研发人员：文峰,符玉珊,张英,尹学兵,史纯清,许逵,陈沛龙,龙翱翔,廖春燕,严家馨,徐波,侯汝培,李浩涵,陈磊鑫,娄方桥,朱家兴
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12