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1、线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 1目 录一、 产品开发背景-3二、 国内外现状-3三、 产品概述-5四、 适用范围-5五、 规范与标准-6六、 产品主要功能及技术指标-6七、 系统总体结构-7八、 安装与调试-9九、 售后服务-9线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 2一、产品开发背景避雷器是电力行业电力生产中的重要一次设备，它在变电站（升降压站）及线路中的主要作用是保护其它设备免遭雷电过电压和系统浪涌过电压的伤害。从上世纪八十年代开始，金属氧化物（ZnO）避雷器（MOA ）逐步取代了 SiC避雷器，由于金属氧化物避雷器良好的伏安特性，使得电力生产中的主要设备的保
2、护水平有了质的飞跃。随着 MOA 的普及，它本身的运行状态越来越得到行业的重视。上世纪九十年代福州亿森电力设备有限公司吸收国外先进经验，首先实现了 MOA 的在线监测，上世纪末本世纪初电力行业状态检修理论的提出极大地促进了状态监测技术的发展，为找到更及时、更精确、更有效的监测手段指明了方向。状态检修理论的基础是状态监测，而状态监测的手段是靠先进的技术来实现的。由于无线通讯、网络、计算机技术的普及和发展，为我们实现状态监测提供了可靠的保证。MOA 避雷器由于受生产工艺、生产材料、运行环境等多重因素的影响，经常会出现其受潮和 ZnO 阀片老化等现象，最终导致其泄漏电流超标，而泄漏全电流中阻性电流的
3、增大是导致 MOA 热崩溃（爆炸）的根本原因。二、国内外现状我国电力设备的在线监测技术还是比较领先和超前的。我国 MOA 的在线监测手段是走在世界前例的，主要有以下几种：1. 泄漏全电流监测这是最传统的监测方法，也是最早实用化的监测方法。主要特点是一定程度上反映了 MOA 的运行状态，但反映不灵敏，一旦发现变化时 MOA 就已处于严重不良状态了。2. 阻性电流监测此方法是在取得泄漏全电流的同时，采集 PT 的标准信号，通过用同相比线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 3较计算得出。其特点是精确度高，能及时反映出 MOA 的受潮及氧化锌阀片老化等问题，不足之处是必须在 PT 处取标准
4、信号。而 PT 是属于计量和测量专用设备，因此行业内部分专家不赞同现场取 PT 信号。3. 三次谐波监测三次谐波监测法是对基波泄漏电流经傅立叶分解计算的结果，比较起来此法特点是优于泄漏全电流检测法，灵敏度大幅提高，同时不需从 PT 采集比较信号。不足之处是会受到外来因素的影响。以上三种方法都可以采用有线或无线通讯方法与上位机进行通讯。考虑到MOA 的自身特点，为保证后台设备的安全性，有线通讯主要是通过光纤进行的，这样就确保前端和后台机的物理隔离。而且考虑到设备成本因素，线路 MOA监测不采用有线方法。无线通讯方式又分无线模块通讯、手机短信通讯及GPRS 通讯方式三种。无线模块方式因传送距离较短
5、，一般只适合站用；而短信及 GPRS 方式站用，线路用皆可，且 GPRS 的信息传递流量更大一些。充分吸收上述各种方法的优点是我们线路用 MOA 监测系统的显著特点。首先我们采用 GPRS 通讯方式，保证大流量通讯时不丢失信息。线路上是无法采集 PT 信号的。通过大量的实验我们发现三、五、七次谐波的变化规律与阻性电流的变化率是高度相关的， （图一）它们的变化直接反映出 MOA 的劣化程度。配合我们的专家系统可有效克服环境因素影响，准确判断出 MOA 是受潮，ZnO 阀片老化等变化。线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 4图一 电压和温度变化情况下的各次阻性谐波电流三、产品概述 线路
6、避雷器的推广应用为减少山区线路雷击过电压而引起的断路器动作发挥了巨大的作用，然而由于山区线路地处偏远，并且避雷器监测仪（漏电仪、计数器）均安装在杆塔高处，避雷器参数抄表和检修工作难度较大。现有的方法是采用定期轮换避雷器，并在每年一次的标准检修中上杆塔检查，清扫避雷器及接地装置。该方法避雷器更换费用高、工作劳动强度大、且需申请停电工期长，不利于输电线路的经济和稳定运行。因此，对线路杆塔上避雷器监测仪进行数据远传，并实现避雷器的状态检修具有重要的推广应用价值。本系统前端采用全天候防雨防尘不锈箱体，采用嵌入式微机技术对线路避雷器监测仪（监测器）的监测数据进行数字采集，采集分为定期采集和落雷采集两种工
7、作模式，定期采集模式主要适用于避雷器的泄漏电流的定期采集；而落雷采集模式主要用于避雷器落雷时，对落雷次数进行采集和累积。同时对避雷器环境量进行采集，采集的数据采用 GPRS 数据远传方式进行传输，将前端数据信号传输给后台系统。基于目前工控领域主流的 Windows Server 平台，我公司自主开发了线路避雷器监测系统的后台软件，该软件基于 B/S 构架，可本机显示也可远程访问。后台软件可定期接收远传前端采集的避雷器泄漏电流、落雷信号和环境参量，并可显示线路落雷的具体杆塔，定期统计各线路落雷监测点的落雷历史数据，并给出相关检修意见。本系统的安装工艺对线路杆塔应用进行了针对性设计，从而保证了安装
8、调试的灵活性，并可做到在杆塔和线路上的灵活搭配。本系统投入线路运行，可实现线路避雷器动作信号的自动监测，并可根据气候、气象条件，分析研究各线路避雷器的动作特点，从而为确定线路避雷器安装及维护提供重要依据。可以有效地提高线路避雷器的巡视效率、减轻巡视人员的劳动强度。线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 5四、适用范围 本监测系统主要用于长距离输电线路，特别适用于山区、野外等维护不便的线路及无试验电源情况的线路避雷器周期预防性试验和运行维护管理。本系统的使用还可为电网线路避雷器装设的定点、定量规划设计工作提供重要的数据支持，并可显著提高线路避雷器监视的自动化水平，显著降低巡视人员的劳动
9、强度，具有良好的推广应用价值。五、规范与标准本系统设备的设计、制造、试验、包装、运输、安装照如下规程规范与标准：DLT5149-2001 220-500kV 变电所计算机监控系统设计技术规程JB/T10492-2004 交流金属氧化物避雷器用监测器JB2440-91 避雷器用放电记数器六、产品主要功能及技术指标（一）主要功能：1) 本监测系统可以监测各种母线、架空线路、电缆终端等运行的 MOA； 2) 无需引入 PT 信号就可在线监测线路避雷器阻性电流；3) 采用高效的电源管理方案可有效的降低系统功耗，延长电池的使用寿命；4) 采用一次铸造成型的金属防水箱，充分的适应铁塔上的环境；5) 监测
10、MOA 的泄漏电流的全电流及其阻性分量、MOA 动作次数、环境参量等数据；6) 对 MOA 进行实时自动监测，并定时将监测结果远传至中心控制站，当监测数据超过允许值或 MOA 动作时，发出报警信息；7) 配有高精度实时时钟，自动记录 MOA 动作时间和次数，便于进行统计分析；线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 68) 监测结果具有多种显示方式，包括数据列表方式、图形显示方式等。可本机显示也可通过网络访问数据信息；9) 软件包含专家系统，自动适应各种 MOA 运行环境，对 MOA 运行状态进行准确可靠地判断，给出检修建议；10) 采用多级隔离和屏蔽等技术措施，系统运行安全、稳定可靠
11、，抗干扰能力强。（二）主要技术指标：1. MOA 泄漏电流检测范围：06mA；2. MOA 泄漏电流精度：0.05mA；3. 通讯方式：GPRS 无线传输方式；4. 监测数据包括 MOA 的基波电流值和三次、五次、七次谐波值，环境参量等；5. 阻性电流变量的判别能力：在系统工作正常的情况下达到 99.9；6. 监测仪采样周期：正常时 12 小时/次；发现异常时 30 分钟/次；7. 避雷器动作立即上传，上传时间取决于当地网络；8. 系统在无光照情况下连续工作 10 天以上；9. 系统软件可对海量终端进行监测；10. 防潮、防水性能符合 IP65 标准，满足户外使用要求。七、系统总体结构如图二所
12、示，本系统分为数据采集系统（前端系统）和数据接收系统（后台系统）两个部分组成。其中前端系统采用嵌入式系统，自动采集从避雷器监测仪输出的避雷器泄漏电流信息、计数器动作信息、大气温湿度等信号，并进行数据处理、存储和发送。后台系统以服务器或笔记本电脑（手机）为硬件平线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 7台，服务器布置在变电站(电厂)或系统运行监控中心内，而笔记本电脑（手机）则可方便地安装在巡视车辆内或随身携带。后台系统主要负责接收所有前端发送的避雷器监测数据，并完成综合计算、显示存储、趋势分析、数据库以及报警管理等任务。图二 系统总体结构系统运行时，前端装置可按指定周期定时向后台发送避
13、雷器监测数据，后台系统接收到所有前端发送数据后，按照避雷器的编号序列，管理生成对应的监测数据库和趋势分析报表。数据库的所有监测数据设有报警限值，当发生避雷器泄漏电流超过指定限值或计数器动作时，后台系统可自动发出报警信号。报警信号可通过局域网发送至综自或其他自动化系统，亦可通过 GSM 网络，发送到指定运行人员的手机上。后台系统的趋势分析软件还可根据回传的温湿度数据与避雷器泄漏电流数据进行耦合分析，为避雷器的状态估计和故障诊断提供数据支持，本功能需选配温湿度采集功能。系统配置：1无线采集装置线路避雷器远程监测系统 福州亿森电力设备有限公司 82前端数据采集器3电源管理系统4避雷器在线监测仪5后台数据接收系统客户端软件图三 后台数据接收系统客户端软件界面八、安装与调试系统后台部分的安装调试由制造厂商承担，系统的监测器及采集箱的安装由制造厂商提供安装指导，由购买方线路安装人员承担。购买方需提供一台具有固定 IP 地址的电脑，与采集器数量相同的手机卡（需开通 GPRS 业务） ；其中，监测器的安装方法与传统的 JSH 型监测器相同，采集箱的安装一定要考虑使太阳能电池板能最大限度的采集到太阳光，以供系统使用，安装示意如图四所示：线路避雷器远程监测系
