变电站避雷器在线监测系统的设计分析

变电站避雷器在线监测系统的设计分析

张韦

宜昌供电公司检修分公司变电运维室    443000

摘 要：金属氧化物避雷器是电力行业常用的一种设备，确保电力系统正常运行。但是因长时间的使用在一定程度上导致设备受外界因素的影响从而使得设备逐渐陈旧，严重影响电力系统的正常运行。本文主要围绕着变电站避雷器在线监测系统的设计进行了探究。

关键词：变电站；避雷器；在线检测系统

随着科学技术的发展，电力系统运行发展已经在逐渐完善，因电压所引发电力事故现象在不断的减少，但是因雷电灾害导致发生电力事故问题仍不容忽视。要知道，避雷器智能监测是变电站非常重要的组成部分，而且避雷器还不会有任何间隙问题。若是电位分布不均匀或者出现受潮等现象都会影响电力系统的正常应用。

一、变站点避雷器在线测仪的概述

避雷器在线监测仪是将氧化锌避雷器和高压交流电力系统配套的仪器设备，将两者进行有效的串联，以此能够更好的接入仪器中。毫安在监测系统内部也有着非常重要的作用，能够有效监测运行过程中是否会出现漏电的现象，还能够根据各项数据信息的反馈判断避雷器内部是否出现受潮现象。还可以用毫安判断避雷器内部运行电流的大小，运用污秽表监测避雷器套子外部污秽的大小，内部系统能够在短时间内记录其内部电压数量信息^[1]。

二、避雷器在线监测仪的作用

其一，在某种程度上能够更好的保留累积数量，同时还能够显示该场地指针泄露的功能。其二，内部控制室可以通过检测报警仪来实时观察每组避雷器泄露电流的大小。同时还能够及时向监控中心发送相关数据信息和信号。其三，自动化检测报警仪内部可以设定电流超标报警值，若是在使用过程中出现电流异常现象，那么该报警器就会在第一时间报警，以此能够对其进行有效处理。其四，在使用过程中内部环境的温度和湿度在一定程度上会发生改变，若是避雷器在使用中表面出现泄漏现象，那么电流就会在瞬间增大，合理应用避雷器在线监测仪能够更好的区分表面泄漏和内部泄漏问题。

三、变电站避雷器在线检测方法

（一）监测数据选取

普通避雷器能够监测全泄漏电值和放电次数，而只能检测器能够对该项数据信息进行有效的监测。变电站避雷器在运行状态下大多数为容性电流，会出现较少的阻性电流，但是因阀片劣化，在一定程度上会增加流过阀片的阻性电流。再者，因结构设置不合理、潮湿环境或密封性比较差的环境导致设备绝缘部门受损，从而提升阻性电流。全泄漏电流数值中的阻性电流对应相应的指标，同时也是判断避雷器好坏的标准^[2]。若是全泄漏电流中的阻性电流提升，那么就会导致阀片的温度不断提升，出现热崩溃的现象，最终导致避雷器发生严重的爆炸事故。通过对比能够更加清晰在线监测避雷器的使用性能和应用状况，而且智能监测器所应用的是单片机系统，能够对避雷器的放电时间进行有效监测。

（二）泄露电流监测

能够有效提升智能监测器的抗干扰能力和运行的可靠性，还能够通过电流互感器及时获取避雷器泄露电流，敏感度也比较高，但是若是避雷器在运行过程中因雷电流和冲击电流过强，那么会导致电流互感器在实际应用中难以承受。因此，可以安装在小电流之路当中，以此能够防止电流互感器出现损坏的现象，同时还能够与主回路有着很好的电气隔离作用。

（三）获得放电信号

能够通过继电器获得放电信号，若是避雷器处于放电状态，取样电压升高那么就会使得电器处于闭合状态，同时还会使得电器常开触点与单片机进行有效的连接，以此能够收集放电信号。若是使用继电器方式，那么单片机就会与主路隔离，该系统有着很高的应用性。

（四）阻性电力监测

可以使用谐波法、补偿法。相位测试法或功耗测试法对阻性电流进行有效的监测，因金属氧化物避雷器阻性电流分量有着很好的应用，阻性电流谐波分量也比较大，而且三次谐波分量所占比例比较多，容性分量为线性，同时还能够对避雷器漏电流的分量进行有效的测量，以此通过校准的方式来确定阻性电流的大小。

（五）抗干扰能力

单片机系统使用的是电磁隔离供电方式，RS485通信系统所采用的是光电隔离方法，使其能够有效提升系统抗干扰能力。

四、变电站避雷器智能监测的其他方法

（一）电流互感器取样方法

电流互感器虽说能够对避雷器主回路和监测回路进行有效的隔离，但是因自身安全性不足，在某种程度上影响运行效率。容性电力在监测中大多数都是使用电流互感取样，若是在智能变现站中还能够对避雷器进行全面监测，而且还采用了测量容性电流互感器，存在缺点就是在测量过程中会出现雷电流。避雷器在实际监测过程中需要承受很大的雷电流冲击，尤其是在陡坡电流中，电流互感器二次侧过电压的产生十分强大，甚至还无法承受监测回路中产生的巨大冲击电流，这对于测量系统来说有着很大的危害。在容性电流较大的情况下，避雷器泄露电流的影响相对来说就比较小，但是产生干扰会比较大，所以测量出来的数值误差相对来说比较大。若是使用容性电流互感器，那么无法监测放电信号，所以会出现监测不全面的现象

^[3]。

解决对策：在电流互感器的安装过程中要选择合理的位置进行安装，最好是将其安装在小电流之路上，以此能够有效避免雷击电流危害的或影响测量回路。研制避雷器监测用前置放电器和电流互感器，而且小电流测量还有着较高的精准度，能够更好的人手雷电流的冲击和影响，同时还能够输出放电次数信号。再者，还可以研制CT型避雷器传感器和前置放大器，以此能够抵御100KA的电流冲击和影响，同时还能够实时监测放电次数和泄露电流。

（二）阻性电流监测问题

其一，运用电压方式：合理利用电压相位的方式记录阻性电流相位，通过电压信号补偿容性电流补偿法、功耗测试法。其二，不使用运行电压方式。在实际测量中对泄露电流信息进行有效分析的基波信号，应用不同的方法有着不同优势和缺点，在使用电压信号对功耗进行有效测量过程中，避雷器发热性能将会直接反应出来，但是因监测到阻性电流峰值，该方法并不能直接获取电流峰值。再者，金属氧化物电阻片的等值回路相对来说比较复杂，其阻性电流峰值和电压峰值会存在一定的差异性。所以，使用相位测量法在测量过程中也会产生一定的误差，而且还会存在相应的干扰问题。而选用人为移相方式进行测量，也会产生一定认为因素。在变电站中使用智能电压互感器，使其不仅能够对电压信号进行有效的传输，同时还能够利用电压方式对阻性电流进行有效的测量^[4]。

（三）RS485通信问题

根据RS485通讯原理，能够对256电子地址进行详细的划分和分辨，而且还能够实现一条通信线监测若干个避雷器。但是因芯片因素，其负载量有限，因此，可以使用RS485中继器对其进行有效应用，以此能够放大通讯信号。

综上所述：

变电站避雷器在线监测系统设计可更加简单、便捷、直接，并对避雷器使用状况进行了解，要彻底摒弃传统人工巡视记录的方式，而且还会消耗大量的人资资源和物力资源。而且应用在线监测系统还能够缩短发现故障时间，并及时排除故障因素，这对于电力系统的应用和稳定运行有着非常大的帮助，同时还能够确保电力系统稳定运行。

参考文献： 

[1] 李海涛,鞠平,须雷,马宏忠,李力,吴峰.一种高可靠性智能型避雷器在线监测系统的设计[J].电力工程技术,2019,38(04):159-164.

[2] 张熙.变电站避雷器在线监测系统的研究与设计[J].通讯世界,2019,26(06):230-231.

[3] 张明鉴. 变电站避雷器在线监测系统的研究与设计[D].沈阳农业大学,2017.

[4] 顾黎明,倪勇.变电站避雷器在线监测系统设计[J].科技创新导报,2014,11(04):93.