避雷器監測

1.避雷器線上監測系統監測意義  

35KV開關櫃避雷器/110KV GIS室避雷器/110KV變電站避雷器/220KV變電站避雷器/500KV變電站避雷器

金屬氧化鋅避雷器是電力裝置的關鍵裝置之│☁✘◕，流經避雷器上的阻性電流是衡量避雷器絕緣程度的重要指標│₪↟◕。透過對避雷器的全電流│·、阻性電流│·、容性電流│·、雷擊次數及雷擊時刻進行實時線上監測│☁✘◕，可實現對高壓電氣裝置的絕緣狀況進行實時監測；同時│☁✘◕，透過分析監測資料可及時發現金屬氧化鋅避雷器潛在的故障併為狀態檢修提供重要的資料依據│☁✘◕，為電力系統安全│·、可靠│·、穩定│·、經濟的執行提供了一個強力│·、可靠的保證│☁✘◕，為執行檢修人員提供可靠的裝置絕緣資訊和科學的檢修依據│☁✘◕，從而達到減少事故發生│☁✘◕，延長檢修間隔│☁✘◕，減少停電檢修次數和時間│☁✘◕，提高裝置利用率和整體經濟效益的目的│₪↟◕。

2.系統概述

實現金屬氧化鋅避雷器絕緣效能的監測☁│₪：

NZC-AM01避雷器線上監測裝置用於採集1臺避雷器的洩露電流及雷擊次數和雷擊事件；

NZC-AM02母線電壓線上監測裝置用於採集避雷器所在母線的3相電壓引數│₪↟◕。

NZZ-IED01智慧線上監測IED和狀態監測綜合伺服器│☁✘◕，一起構成│☁✘◕，系統組成如圖1.1所示│₪↟◕。採用先進的分層分散式結構│☁✘◕，應用匯流排控制技術和模組化設計原理│☁✘◕，使系統的抗干擾性能│·、測量的準確性和穩定性都得到了很大的提高│☁✘◕，滿足了工業現場實用要求│☁✘◕，並採用智慧分析系統對採集的資料進行科學分析診斷│☁✘◕，便於及時方便地瞭解並掌握變電裝置的健康狀態│₪↟◕。

透過實時監測避雷器的全電流│·、阻性電流│·、容性電流以及雷擊次數│·、雷擊時刻│☁✘◕，透過對監測到的資料進行分析│·、擬合處理│☁✘◕，並結合現場工況│☁✘◕，可及時地發現避雷器由汙穢或內部受潮引起的瓷套洩漏電流或絕緣杆洩漏電流增大等問題│☁✘◕，以避免事故的發生│₪↟◕。

避雷器監測系統架構圖 

系統特點  

• 採用高精度有源零磁通穿心式互感器│☁✘◕，根據被測電流大小自動選擇放大倍數│☁✘◕，實現高精度測量

• 採用動態相量補償演算法│☁✘◕，實現高精度測量訊號分析

• 採用數字濾波演算法│☁✘◕，摒除模擬濾波器帶來的“零漂問題”

• 採用分散式測量結構│☁✘◕，即就地測量│·、數字傳輸

• 可帶電安裝│☁✘◕，即不需要主裝置停電安裝│☁✘◕，方便│·、快捷的接入系統

避雷器監測系統設計依據 

• Q／GDW 534-2010《變電裝置線上監測系統技術導則》

• Q／GDW 535-2010《變電裝置線上監測系統裝置通用技術規範》

• Q／GDW 410-2010《高壓裝置智慧化技術導則》

• Q／GDW 383-2009《智慧變電站技術導則》

• 國家電網公司《高壓開關裝置智慧化技術條件》

• 《IEC61850標準工程化實施技術規範》

• 南方電網公司《變電裝置線上監測裝置通用技術規範》

• 耐壓☁│₪：2.0KV/min無擊穿和閃絡

• 絕緣電阻符合IEC255-5標準

• 耐壓符合IEC255-5標準

• 脈衝電壓測試符合IEC255-5標準

• 溼熱效能符合IEC68-2-38標準

• 共模符合IEC255-22-1標準

• 差模符合IEC255-22-1標準

• 靜電放電符合IEC255-22-2標準

• 電磁場輻射干擾符合IEC255-22-3標準

• 快速瞬變干擾符合IEC255-22-4標準

技術指標 

1│·、工作環境

• 工作電壓☁│₪：交流 220V±10%,50Hz

• 功    耗☁│₪： 額定電壓下＜5W

• 環境溫度

      戶內系統☁│₪：       -10℃ ~ +55℃

      戶外系統☁│₪：       -25℃ ~ +70℃

• 工作環境溼度☁│₪： ≤95％

2│·、監測引數指標

• 測量電流範圍☁│₪： 0.05mA～650mA│☁✘◕，測量精度±1%

• 母線電壓測量範圍☁│₪：35kV～1000kV,  測量精度0.5%

• 諧波電壓測量範圍☁│₪：3│·、5│·、7│·、9次│☁✘◕，測量精度±2%

• 系統頻率測量範圍☁│₪：45～65Hz│☁✘◕，測量精度±0.001Hz

• 雷擊次數記錄☁│₪：0～255│☁✘◕，年月日時分秒

• 溫度☁│₪：-20℃～80℃│☁✘◕，±0.5%

• 溼度☁│₪：0～RH│☁✘◕，±3%

3│·、其他技術指標                                   

• 系統容量☁│₪：就地模組80個

• 監測週期☁│₪：出廠設定1 小時

• 取樣週期☁│₪：實時

• CAN網結構│☁✘◕，網路速率為☁│₪：＜500Kbps

• RS485結構│☁✘◕，網路速率為☁│₪： ≤2400bps

• 系統的平均*工作時間（MTBF）☁│₪：戶內☁│₪：大於5×104小時│₪↟◕。

                                                                  戶外☁│₪：大於3×104小時│₪↟◕。 

 主要功能 

避雷器線上監測裝置採用模組化設計│☁✘◕，每個裝置分別取樣避雷器的ABC三相電流或同時採集母線ABC三相電壓│☁✘◕，同時還採集公用電源220V的幅值和相位│☁✘◕，為採集控制單元提供計算對比資料│₪↟◕。每個避雷器線上監測裝置都具備CAN或485通訊功能│☁✘◕，裝置之間透過匯流排互聯│₪↟◕。

具體功能如下☁│₪：

1│·、採集避雷器裝置的洩露電流及參考電壓│☁✘◕，計算避雷器洩露電流基波及3│·、5│·、7│·、9次諧波│☁✘◕，統計雷擊次數及雷擊時間等│₪↟◕。

2│·、採集PT單元母線電壓及參考電壓│☁✘◕，計算母線電壓基波及3│·、5│·、7│·、9次諧波│₪↟◕。

3│·、CAN或485網路通訊

4│·、實時時鐘☁│₪：每個裝置都具備實時時鐘的功能

5│·、溫溼度採集控制☁│₪：採用高精度溫溼度感測器│☁✘◕，可以實時採集裝置內部溫溼度│₪↟◕。

6│·、IEC61850通訊

測量原理 

計算阻性電流時需要獲得避雷器洩露電流與避雷器所在母線電壓的相位差│₪↟◕。獲得精確相位差是阻性電流計算精度的重要保證│₪↟◕。考慮到洩露電流與母線電壓在不同裝置中實現│☁✘◕，且裝置安裝位置可能間隔較遠│☁✘◕，本裝置採用市電同步法解決不同裝置之間同步取樣的問題│☁✘◕，以獲得精確的相位差│₪↟◕。同步原理圖如下圖所示│₪↟◕。

現場案例