避雷器在線監測

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 一、前言

    近年來，金屬氧化物（MOA）無間隙避雷器具有優越的保護特性，通流容量大，內部結構簡單，自身重量輕，維護少等優點，因此在電力系統中獲得了廣泛的運用。

    MOA避雷器性能的好壞直接影響電力系統安全運行，因MOA避雷器長期在工頻高電壓的作用下，會逐漸老化，而靠一年一次預試來發現MOA避雷器的老化是不夠的，即使在預試中合格的MOA避雷器，在運行中可能發生擊穿損壞，保護特性下降，則將會產生極其嚴重的后果，為保障MOA避雷器安全運行，必須對MOA避雷器進行嚴格監測。

    目前監測MOA避雷器的方法采用漏電流及動作記錄器實現在線監測，它的工作原理在正常的運行電壓下，通過避雷器的漏電流的變化由電流表測得，當流過強大的動作電流時將從漏電流測量回路中被轉到計數器回路，計數器的動作利用通過動作電流的能量來實現記錄動作的次數。

    裝有MOA避雷器漏電流及動作記錄器后，導則規定每天抄表一次，除記錄漏電流外，還應記錄時間、運行電壓、環境溫度、氣候狀況等參數，進行監督和管理。這些方法都必須依靠大量人力來完成，而且有一定的局限性，難免疏忽大意，在人工巡查還有一個時效性差的弊端，往往不能及時發現隱患。如不及時發現，就成為事故的苗頭和隱患，要徹底解決并及時掌握MOA避雷器運行狀態，必須采用一種“在線、實時、遠傳、智能、可靠”的監測方式，但目前常用的MOA避雷器漏電流及動作記錄器都不能實現分級報警及數據的傳輸。對無人值班變電站綜合自動化系統和變電站運行管理系統均不能支持。

    二、系統概述

    隨著電力企業的技術進步，110kV變電站已大量實現無人值班，220kV變電站的無人值班也已進入實施階段。采用技術手段，實現讓無人值班變電站的監測中心的值班人員對變電站內設備的運行狀態能有效地進行狀態監測。

FYZ-BLQ10型MOA避雷器狀態監測管理系統（以下簡稱本系統），是我公司針對電力系統無人值班變電站的需要而研發的高科技新產品。

    本系統主要用于實時監測高壓交流無間隙MOA避雷器在運行電壓下的全電流（漏電流）、放電動作的日期、時間及放電動作累計次數，電流檢測采用單匝一次穿芯電流傳感器，實現全隔離的取樣方式，先進的微處理器技術以及獨有的瞬態參數測試技術進行線性化處理與計算，將測量結果用總線進行數字傳輸：本系統具有極高的可靠性和安全性及相對低廉的價格，使得本系統可以安裝到每組MOA避雷器進行實時檢測，實現集中監測，無須運行人員每日到現場進行煩瑣的抄錄MOA避雷器的運行狀況，做到準確及時掌握運行設備的健康狀況，由監測中心的后臺計算機管理系統，將多座變電站（所）的集中監測單元的數據***并轉送計算機串口讀取數據，并指定固定IP后臺管理系統、通過B∕S模式網絡共享，相關人員可通過局域網進行數據的查看分析，并可修改報警閥值、若某組超出設定報警閥值，則自動聲光報警，自動彈出該組避雷器的信息，進入預警，使運行人員及時掌握并提前處理事故隱患，保障電力電網安全供電。

    三、  系統特點

    1．本系統的開發根據電生[2004]338號《氧化鋅避雷器在線監測和帶電測試技術規定》進行開發。

    2．本系統的電流檢測應用非接觸式測量，實現全隔離的取樣方式，有效地保障人身安全和設備安全。

    3．本系統應用全數字通信技術，將測量結果用總線進行數字傳輸實現在線實時遠傳功能。

    4．本系統的電流變送器的安裝、不需要拆除已裝監測器，可同時運行。

    5．本系統的監測器和電流變送器采用戶外結構設計，可適用于室內外的應用。

    6. 本系統為三級報警，可由用戶在報警范圍內任選值設置。

    7．本系統在運行中突然失電時、能保存失電前的各項參數。

    8．本系統采用先進的微處理器技術以及獨有的瞬態參數測試技術進行線性化處理與計算。

    9．本系統對干擾問題作了充分的考慮，能滿足在變電站中強電磁場干擾環境下正常使用的要求

    四、系統架構

    本系統由三個單元組成：本地檢測單元、避雷器監測主機和后臺軟件單元。 本地檢測單元實時測量現場各項參數，并將測量數據通過RS485上傳至避雷器監測主機，避雷器監測主機將采集的數據進行集中整理，將整理后的數據上傳至后臺軟件單元進行數據分析、管理。

    本地檢測單元采用電流變送器進行測量，并將測量數據通過RS485總線傳送至避雷器監測主機進行顯示；再通過主機傳送至局端的后臺軟件實現遠程監測。

    避雷器監測主機機柜式（FYZ-BLQ10）集中監測主機，采用19寸1.5U機箱，深度為300mm；下行通訊方式為RS485，上行通訊方式為以太網。 

    后臺軟件單元主要由硬件平臺和軟件平臺兩個部分組成，硬件平臺包括服務器、顯示器及網絡交換機等；軟件平臺主要是指后臺中心管理軟件，后臺中心管理軟件基于Windows平臺，又分為監測分析和數據管理兩個部分，其中系統監測和分析部分采用面向對象編程技術進行設計，軟件結構簡單、界面友好。

    各組件功能及技術指標：

    （1）電流變送器（FYC-BLQ10）                                        

    電流變送器采用無殘壓全隔離的電流檢測原理，選用單匝一次穿芯電流互感器，將測量結果用總線進行傳輸。該電流變送器采用先進的補償技術，所以通用性好,可互換測量。

    （2）避雷器用監測器（FYC-BLQ20）

    避雷器用監測器采用圓形不銹鋼外殼，密封性能好，彩色刻度表面，計數器面板大，適用于戶外避雷器。

    工作原理：在正常的運行電壓下，流過避雷器用監測器的泄漏電流的變化由監測器中電流表檢測，當避雷器用監測器流過強大的動作電流時、將從泄漏電流測量回路被轉移到計數器回路，電流表受到保護，計數器部分則利用通過的雷電流的能量，來實現記錄動作的次數。在一次穿入一只電流互感器進行同步檢測實現信號傳輸功能。

（3）電流檢測無線傳送裝置（FYC-BLQ30）

電流檢測無線傳送裝置由避雷器用監測器、太陽能供電組件和無線發送模塊組成。 

    （4）避雷器監測主機

    避雷器監測主機為19寸3U標準機箱（FYZ-BLQ10），深度為300mm，此機型適用于網絡系統。

    避雷器監測主機采用先進的電子技術，包括通信單元、CPU主控單元、液晶顯示單元、鍵盤操作單元等，能準確無誤地***來自各路電流變送器、數據變換器或數據采集器傳送過來的數據，進行整理，并對各路電流變送器、數據變換器或數據采集器進行管理、調配，判斷現場數據是否超出設定報警閥值，超出則進行報警輸出動作，液晶顯示現場參數、報警歷史數據、上次報警時間，并可通過鍵盤、液晶聯合作業進行時間設置、報警閥值設置等，操作界面簡單、友好，方便工作人員操作，還預留系統檢修通信接口以及與PC機進行遠程通信接口。工作電源為AC/DC220V±20%，報警接點為無源接點：2A/220VAC。

    （5）后臺軟件單元

    后臺管理又分為硬件平臺和軟件平臺。硬件平臺包括網絡通訊設備、服務器、客戶機等。軟件平臺包括采集系統、列表系統、配置系統以及組態系統。

    軟件平臺簡介

    服務器是整個系統的核心，基本任務是數據的維護和數據的處理；客戶機負責提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動圖等。

    配置系統對整個監測管理系統進行選配，選定需監測的項目，即子系統的組合；采集系統主要功能在于實時采集集中監測單元的數據、包括模擬量、開關量、狀態量、控制量等；列表系統負責將所有子系統數據整理成表格的形式，包括實時數據、歷史數據，可與打印機聯機進行匯編打印；組態系統包括當地地圖、主接線、設備工況、實時檢測數據曲線與歷史數據曲線等界面，直觀的描述現場環境狀態及高壓設備運行狀態。

10KV避雷器安裝實物圖

35KV避雷器安裝實物圖

110KV避雷器安裝實物圖