淺談BLQ-ZX2型輸電線路MOA避雷器在線監測系統

一、前言  
　　近年來，為減少山區輸電線路雷擊過電壓而造成斷路器動作，高電壓等級輸電線路避雷器發揮了巨大的作用，得到了廣泛的應用，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，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避雷器進行嚴格的監測。 
　 
　　目前，監測MOA避雷器方法采用避雷器監測器實現在線監測，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。然而由于山區線路地處偏遠，并且避雷器監測器均安裝在桿塔高處，避雷器參數抄表和檢修工作難度較大?，F有的方法是采用定期輪換避雷器，并在每年一次的標準檢修中上桿塔檢查，清掃避雷器及接地裝置。該方法避雷器更換費用高、工作勞動強度大、且需申請停電工期長，不利于輸電線路的經濟和穩定運行。因此，必須采用一種“在線、實時、遠傳、智能、可靠”的監測方式。  
　
二、系統概述  
　　
　　BLQ-ZX2型 輸電線路MOA避雷器在線監測系統（以下簡稱本系統），是我公司針對電力系統的需要而研發的高科技新產品。本系統的電流檢測采用單匝穿芯電流傳感器，實現全隔離無殘壓的取樣方式，先進的微處理器技術以及*的瞬態參數測試技術進行線性化處理與計算，將測量結果通過GPRS/GSM進行數字傳輸：本系統具有*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，可以有效地提高線路避雷器的巡視效率、減輕巡視人員的勞動強度。做到準確及時掌握運行設備的健康狀況，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、標準和規范  

DLT5149-2001    　 220-500kV變電所計算機監控系統設計技術規程  
JB/T10492-2004　　交流金屬氧化物避雷器用監測器子   
JB2440-91        　　 避雷器用放電記數  
Q/GDW 393-2009   110（66）kV～220kV智能變電站設計規范  
　
四、系統特點  

1．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．非接觸式測量原理：本系統的電流檢測應用非接觸式測量，實現全隔離無殘壓的取樣方式，對避雷器工作不產生任何影響，有效地保障人身安全和設備安全。  

3． 信息集成化全數字通信：本系統應用信息化集成和全數字通信新技術手段，實現在線實時遠傳功能，實現網絡化管理。  

4．設備不需要改造：本系統的安裝不需拆除已裝監測器，可同時運行。  

5．戶外結構，無滲漏：電流變送器采用鋁合金外殼防水設計，適用于室內外的應用。  

6．報警閥值：本系統為三級報警，可由用戶在檢測范圍內任選值設置，三級報警分別為：  
　　　　上限初級報警閥值（I＞）正常電流值上限的1.1倍  
　　　　上限主要報警閥值（I＞＞）正常電流值上限的1.2倍  
　　　　下限主要報警閥值（I＜）正常電流值下限的0.9倍  

7．有效的抗干擾措施：系統對干擾問題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設計上分別采用了多種有效的抗干擾處理方法，保證了系統的穩定工作，以及測量數據的穩定性，能滿足在強電磁場干擾環境下正常使用的要求。  

8．精密補償，線性處理：本系統采用先進的設計手段，對檢測信號進行了線性化處理，并且進行了精密補償，保證了測量數據的準確性。  

9．本地系統采用電陽能供電，安全穩定。  

10．基于GPRS/GSM網絡的無線數據傳輸方式，實現“實時、在線、智能、遠傳”監測。  
　
五、系統主要功能及技術指標

 

                                                                    圖（1）系統總體結構圖  

☆ 輸電線路MOA避雷器全電流、放電電流檢測功能，并通過GPRS/GSM網絡將全電流值發送至監控中心；  
同時可將全電流累計動作次數通過智能短信收發模塊以短信的方式發送給工作人員；  
☆ 輸電線路MOA避雷器動作次數監測功能，并通過GPRS/GSM網絡將累計動作次數發送至監控中心，同時可將累計動作次數通過智能短信收發模塊以短信的方式發送給工作人員；  
　
（1）本地系統主要功能及技術要求  

　　本地系統主要包括電流傳感器和采集箱兩部分，采集箱由數據采集器、太陽能供電裝置和GPRS/GSM無線數傳模塊組成。太陽能供電裝置負責提供本地系統的工作電源，太陽能的配置根據現場氣候情況選配。電流傳感器實時測量輸電線路MOA避雷器的全電流、放電電流及動作次數，并將測量的數據傳送至數據采集器。數據采集器有三種工作狀態，*種是接收后臺系統發送的采集指令后，將三相電流傳感器的全電流和累計動作次數通過GPRS/GSM網絡傳送至后臺；第二種是當有雷擊過電壓時，數據采集器通過GPRS/GSM網絡主動將全電流和累計動作次數傳送至后臺系統；第三種是平時工作狀態，根據控制中心設置的每天發送次數，自動的向控制中心發送檢測數據。
　  
主要技術指標：  
?檢測全電流范圍：0.05～5.00mA/有效值   誤差±1%±2個字  zui小分度:  10μA  
?記錄放電動作累計次數:0～99次     正確率: 100%  
?放電動作計數響應值:  4/8μS ≥50A(峰值)  
?工作使用環境：用于戶外。-25℃～60℃    
?檢測放電電流范圍: 50A～5kA/峰值  誤差±10%    zui小分度:  10 A  
?供電電源：DC5V，安全可靠，符合電力電網安全供電要求。  
?工作使用環境：用于戶外。-40℃～50℃  
?傳輸方式：GPRS/GSM網絡  
　
（2）后臺系統主要功能  
　　
　　后臺系統主要包括后臺中心軟件、智能短信收發模塊兩個部分。后臺中心軟件安裝在監控中心服務器上，可手動和自動（可設置每天巡檢次數）巡檢各本地系統的監測數據，并通過智能短信收發模塊將全電流、放電電流、累計動作次數以短信的方式發送至工作人員手機上。
　  
　　本系統軟件基于Windows平臺，系統后臺應用軟件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。

主要功能：  

☆ 實時接收各本地系統數據，顯示各組輸電線路MOA避雷器狀態，用戶可設置本地系統每天發送數據的次數，放電清零，也可手動巡檢本地系統數據；   

☆ 具有歷史數據（正常運行數據和報警數據）記錄功能，并可導出生成excel文檔，進行編輯、打??；查看實時曲線，查看歷史曲線。  

☆ 可通過SMS模塊以短信的方式將全電流、累計放電次數發送至工作人員手機上； 

軟件操作界面說明：  

2.1如下圖，雙擊圖標，即打開系統。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2.2-1軟件打開快捷方式圖標 

2.2打開軟件后，為實時監測界面： 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2.2-2本地系統實時狀態界面  
 
2.3歷史記錄查詢界面，如下圖：  

                                                      圖2.2-3歷史記錄查詢界面 

2.4報警記錄查詢界面，如下圖：  

                                                         圖2.2-4報警記錄查詢界面 

2.5全電流曲線查詢界面，如下圖：  

                                            圖2.2-5全電流曲線查詢界面 

2.6放電次數曲線查詢界面，如下圖：  

                                            圖2.2-6放電次數曲線查詢界面 

2.7操作菜單包括手動巡檢、智能查詢和退出系統。如下圖：  

                        圖2.2-7操作菜單界面 

2.7.1用戶可通過點擊“手動巡檢”，采集各本地系統的實時檢測數據；  
2.7.2“智能查詢”的主要功能是，將歷史數據導出，生成EXCEL表格，用戶可選擇導出內容，如標題、終端、查詢內容、測試狀態、測試時間、如圖2.2-7.1，選擇完畢后點擊“確認”，系統會根據用戶的選自動導出歷史數據記錄，生成EXCEL表格，如圖2.2-7.3，用戶可進行編輯、打印。  
2.7.3“退出”即為退出系統。  

                              圖2.2-7.1智能查詢選擇界面  

                                             圖2.2-7.2智能查詢導出記錄進度 

                                              圖2.2-7.2智能查詢導出EXCEL表格界面  

五、系統安裝  
　　
　　系統后臺部分的安裝調試由制造廠商承擔，系統的本地系統的安裝一般由制造廠商提供安裝指導，由購買方線路安裝人員承擔。  
　
　　其中，電流傳感器采用穿心式，避雷器接地線穿過電流變送器即可，采集箱的安裝無需在桿塔上鉆孔，配有安裝支架，詳見圖。