避雷器監測

1.避雷器在線監測系統監測意義  

35KV開關柜避雷器/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設備的關鍵設備之，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。通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在線監測，可實現對高壓電氣設備的絕緣狀況進行實時監測；同時，通過分析監測數據可及時發現金屬氧化鋅避雷器潛在的故障并為狀態檢修提供重要的數據依據，為電力系統安全、可靠、穩定、經濟的運行提供了一個強力、可靠的保證，為運行檢修人員提供可靠的設備絕緣信息和科學的檢修依據，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，提高設備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性能的監測：

NZC-AM01避雷器在線監測裝置用于采集1臺避雷器的泄露電流及雷擊次數和雷擊事件；

NZC-AM02母線電壓在線監測裝置用于采集避雷器所在母線的3相電壓參數。

NZZ-IED01智能在線監測IED和狀態監測綜合服務器，一起構成，系統組成如圖1.1所示。采用先進的分層分布式結構，應用總線控制技術和模塊化設計原理，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，并采用智能分析系統對采集的數據進行科學分析診斷，便于及時方便地了解并掌握變電設備的健康狀態。

通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，通過對監測到的數據進行分析、擬合處理，并結合現場工況，可及時地發現避雷器由污穢或內部受潮引起的瓷套泄漏電流或絕緣桿泄漏電流增大等問題，以避免事故的發生。

避雷器監測系統架構圖 

系統特點  

• 采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

• 采用動態相量補償算法，實現高精度測量信號分析

• 采用數字濾波算法，摒除模擬濾波器帶來的“零漂問題”

• 采用分布式測量結構，即就地測量、數字傳輸

• 可帶電安裝，即不需要主設備停電安裝，方便、快捷的接入系統

避雷器監測系統設計依據 

• Q／GDW 534-2010《變電設備在線監測系統技術導則》

• Q／GDW 535-2010《變電設備在線監測系統裝置通用技術規范》

• Q／GDW 410-2010《高壓設備智能化技術導則》

• Q／GDW 383-2009《智能變電站技術導則》

• 國家電網公司《高壓開關設備智能化技術條件》

• 《IEC61850標準工程化實施技術規范》

• 南方電網公司《變電設備在線監測裝置通用技術規范》

• 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

• 脈沖電壓測試符合IEC255-5標準

• 濕熱性能符合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℃

• 工作環境濕度： ≤95％

2、監測參數指標

• 測量電流范圍： 0.05mA～650mA，測量精度±1%

• 母線電壓測量范圍：35kV～1000kV,  測量精度0.5%

• 諧波電壓測量范圍：3、5、7、9次，測量精度±2%

• 系統頻率測量范圍：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%

• 濕度：0～RH，±3%

3、其他技術指標                                   

• 系統容量：就地模塊80個

• 監測周期：出廠設置1 小時

• 采樣周期：實時

• CAN網結構，網絡速率為：＜500Kbps

• RS485結構，網絡速率為： ≤2400bps

• 系統的平均*工作時間（MTBF）：戶內：大于5×104小時。

                                                                  戶外：大于3×104小時。 

 主要功能 

避雷器在線監測裝置采用模塊化設計，每個裝置分別采樣避雷器的ABC三相電流或同時采集母線ABC三相電壓，同時還采集公用電源220V的幅值和相位，為采集控制單元提供計算對比數據。每個避雷器在線監測裝置都具備CAN或485通信功能，裝置之間通過總線互聯。

具體功能如下：

1、采集避雷器裝置的泄露電流及參考電壓，計算避雷器泄露電流基波及3、5、7、9次諧波，統計雷擊次數及雷擊時間等。

2、采集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網絡通信

4、實時時鐘：每個裝置都具備實時時鐘的功能

5、溫濕度采集控制：采用高精度溫濕度傳感器，可以實時采集裝置內部溫濕度。

6、IEC61850通信

測量原理 

計算阻性電流時需要獲得避雷器泄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?？紤]到泄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，本裝置采用市電同步法解決不同裝置之間同步采樣的問題，以獲得精確的相位差。同步原理圖如下圖所示。

現場案例