一种特高压避雷器自动调控系统的制作方法

文档序号:11132936阅读:745来源:国知局
一种特高压避雷器自动调控系统的制造方法与工艺

本发明涉及特高压变电系统保护技术领域,尤其涉及一种特高压避雷器自动调控系统。



背景技术:

在特高压变电系统中,往往需要数十支避雷器并联,由于制造原因,各个避雷器不可避免的存在性能差异,而这一差异则造成运行过程中各避雷器之间电流分配不均,性能较好的避雷器所通过的电流甚至数倍于其它避雷器,由此容易造成该避雷器的快速击穿毁损,甚而导致连锁反应,使整个系统遭到破坏。

申请号为201410765339.0的专利涉及一种直流避雷器以及使用该直流避雷器的系统,直流避雷器包括避雷器本体和放电间隙组,避雷器本体包括若干避雷器单元,每两个避雷器单元之间通过法兰相连接,每个避雷器单元的顶部和底部还依次设置密封环以及压力释放板,法兰位于避雷器单元的末端并将密封环和压力释放板封闭在内,每个避雷器单元由外向内依次为外套、环氧管、电阻片柱,电阻片柱由若干电阻片串联构成,避雷器本体的高度为7.5m~9m,以8.2m为最优,放电间隙组包括上部放电极和下部放电极,上部放电极和下部放电极之间的空气间隙距离为2.3m~2.6m,本发明结构简单,体积小,安装方便;其空气间隙调整范围大;技术参数合理,具有良好的应用前景。

申请号为201210042565.7的专利公开了一种避雷器直流测试系统。该系统主要包括:避雷器、避雷器直流测试装置,其中,避雷器直流测试装置包括:电流测试器件、电路测试接口器件,及电路保护器件,避雷器直流测试装置还包括:电容组。通过本发明,可以避免避雷器下节底部法兰与地之间发生悬浮电位放电。

现有方案中,都是对避雷器本体实施了改进或检测,目前电力系统的做法也大多是通过安装前的检测匹配来解决上述问题,但是由于检测条件限制、检测误差的存在以及备用避雷器数量限制等因素,匹配难度很大;加之检测系统与特高压变电系统运行状况之间存在差异,因而这一问题得不到有效的解决。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种特高压避雷器自动调控系统,它能实现避雷器的运行控制和监视,并通过分析保护,自行更换匹配型号避雷器,有效避免变电系统运行中重大事故的发生。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是:一种特高压避雷器自动调控系统,包括检测单元、执行单元与通信显示单元,所述执行单元分别与所述检测单元、所述通信显示单元连接,所述执行单元包括数据处理终端和避雷器组,所述检测单元包括电流传感器以及与其连接的数字采集单元。

所述数据处理终端和所述数字采集单元均设置于控制箱中,所述控制箱外围设置绝缘屏蔽罩。

所述避雷器组包括若干不同型号的避雷器,所述避雷器相互并联,所述避雷器之间设置电磁脱扣装置。

所述数据处理终端包括PLC控制器以及与其连接的电流发生器,所述电流发生器与所述电磁脱扣装置连接。

所述电流传感器包括线电阻电流传感器,分别设置于所述避雷器底部。

所述数字采集单元包括高速数据采集卡,并通过RS485模块与所述数据处理终端连接。

所述通信显示单元包括通信网络以及与其互联的监控视窗。

所述监控视窗包括查询面板和高清显示器,所述监控视窗设置于所述控制箱本体外表面上。

在本发明的特高压避雷器自动调控系统的主体结构中:包括多支互相并联的避雷器,避雷器之间设置电磁脱扣装置,避雷器底部设置电流传感器,电流传感器分别连接有高速数字采集单元和可实现多通道通信的数据处理终端,同时,数据处理终端还连接有高清显示器。在特高压变电系统运行调试和运行过程中,本系统一方面通过检测单元将各支避雷器的微秒级电流信号波形同步显示在高清显示器的屏幕上,以供工作人员查询、调取与观测,另一方面,通过数据处理终端依据当前电流的大小及分布情况,及时实现对过电流避雷器的退出以及备用避雷器的并入,并入和退出过程依靠电磁脱口装置来实现;当PLC控制器通过检测比对后,判断出对应不同型号避雷器的调整方案,便依靠电流发生器对电磁脱扣装置进行激励,使其完成对应开闭操作,进而实现不同避雷器的投退,整个过程反应比较迅速,而且免去人工判断时间和更换的危险性,在实际操作中,电流发生器与电磁脱扣装置之间接入电子放大线路,电流发生器的输出电流经过电子线路放大后再激励脱扣装置,这样可以使反应更加迅捷、灵敏度高、操作误差小、制作工艺简单、成本低。

电流传感器包括线电阻电流传感器,分别设置于避雷器底部,利用电阻分流原理实现对避雷器实时电流的采集,电流传感器还可以设置为霍尔传感器,可选用TBC-LTA系列闭环式霍尔电流传感器,灵敏度高且计量精度准确,电流传感器与数字采集单元之间设置采样存储器,采样存储器不仅可以记录电流互感器电流值,还可以通过与控制箱中的其他元件连接,进行数据的记录与输出。

通信显示单元一方面可以通过通信网络实现各个单元之间的互联,另一方面可以实现系统数据及操作情况的监控显示;通信显示单元包括通信网络以及与其互联的监控视窗,通信网络包括本地传感器网络与远程无线网络,传感器网络采用电力载波传输,远程无线网络采用长距离点对点传输。信息传输方式是保证监控信息及时传递的基础,电力载波不依托辅助元件,可实现直接性的线路传输,很适用于小范围内互联的传感器网络;远程无线网络既可以采用GSM无线传输,可以与各种公用通信网络互联,抗干扰性强,通信质量高,不受距离限制,也可以采用长距离点对点传输,通过数据管理系统使用一次GSM传输,相比于GSM无线传输而言,不必使用SIM卡,大大降低了长期使用费用。

数字采集单元包括高速数据采集卡,并通过RS485模块与数据处理终端连接,同时,数据采集卡的输入端也可以与通信网络连接,为与数据采集卡配合使用,控制箱与通信网络的连接处可以设置无线状态量采集器,进行数据的一次汇集,并传输至数据采集卡进行数据的二次汇集;数据采集卡的输出端通过长距离点对点通信,还可以与特高压变电站控制中心的服务器连接,服务器包括若干台以太网式网络交换机,这样就可以将单个区域的避雷器组进行联接,并依托本地传感器网络和远程无线网络,拓展对为整个变电站所有避雷器组的监视、控制,还可以借助先进的电力物联网技术升级为整个变电区域微系统的控制中心,为扩展监测功能打下了很好的通讯网络基础。

当远程无线网络采用GSM无线传输时,可以改善传统调控需要专人实时监控、信息反馈时效性差的缺点,如可以优选GSM短信方式,即避雷器发生保护动作时通过手机短信向管理部门反馈现场具体动作信息,实现及时告警,时效性高。

由于与避雷器组连接的控制型装置均处于特高压变电场中,为了保证系统的安全性与准确性,数据处理终端和数字采集单元均设置于控制箱中,控制箱外围设置绝缘屏蔽罩,同时,控制箱中可以设置环境测量点,用来监控避雷器附近的运行工况和本系统的运行状况。环境测量点包括位于箱体上的压力传感器、振动传感器和嵌入式测温传感器,嵌入式测温传感器包括高精度温湿度探头及其连接的数据传输线;环境测量点采用POE供电,以本地传感器网络的网络数据传输线为供源线路;POE供电是采用以太网作为数据传输通道,不需要专门架设服务器,部署简单,使用方便,各监控节点以无线状态量采集器为基础,将采集到的温湿度、电流等信息转化为数字信号,通过TCP/IP协议将数据发送到监控软件。同时,控制箱上设置监控视窗,监控视窗包括查询面板和高清显示器,实现对各采样数据和运行数据的就地实时显示。

为了实现数据的灵活性,还可以依靠通信网络,将数据的显示与查询通过网络进行拓扑式连接,将监控视窗从单一的就地显示扩展为WEB视窗,配合与系统数据存储器连接的监控软件,实现对当前系统所有数据的查询显示,监控软件不用固定在某一台主机,任何以太网联网的主机运行该软件均能获取到每个避雷器组的监测和运行数据,即特高压变电站控制线路上的任一计算机均可通过输入避雷器组区域分配的IP地址远程访问其运行调控情况。

本方案的一种特高压避雷器自动调控系统有益效果主要体现在以下几个方面:

1、本系统能及时监控特高压变电站各避雷器的运行情况,并自动判断是否达到过载或超负荷极限,进而进行自动操作,将合适的避雷器及时切入合适位置;

2、本系统通过通信网络,将避雷器状态信息及变动信息及时在设备上显示,并可以通过无线通信方式将信息及时提醒工作人员,便于人员快速反应;

3、本系统的主控制箱,一方面利用绝缘屏蔽外壳保护内部的数据处理终端和数字采集单元,另一方面,设置环境测量点,用来监控避雷器附近的运行工况和本系统的运行状况,为电网运行性能分析、可靠供电提供数据支持,提高运维水平和安全供电能力;

4、本方案结构简单、性能可靠、成本低、实用性强,通过在线监测自动调控更换匹配避雷器,有效地避免变电系统运行中重大事故的发生,最大限度保障人民群众生产、生活的用电需求,提高用户满意度;减少工作人员人身安全事故和电气设备事故;提高设备维护水平和劳动效率,减少人员维护工作量;该系统达到期望目标,具有推广价值。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

具体实施方式

实施例

如图1所示,一种特高压避雷器自动调控系统,包括检测单元、执行单元与通信显示单元,执行单元分别与检测单元、通信显示单元连接,执行单元包括数据处理终端1和避雷器组2,检测单元包括电流传感器3以及与其连接的数字采集单元;数据处理终端和数字采集单元均设置于控制箱中,控制箱外围设置绝缘屏蔽罩;避雷器组包括若干不同型号的避雷器,避雷器相互并联,避雷器之间设置电磁脱扣装置8;数据处理终端包括PLC控制器6以及与其连接的电流发生器7,电流发生器与电磁脱扣装置8连接;电流传感器包括线电阻电流传感器,分别设置于避雷器底部;数字采集单元包括高速数据采集卡4,并通过RS485模块5与数据处理终端连接;通信显示单元包括通信网络9以及与其互联的监控视窗;监控视窗包括查询面板10和高清显示器11,监控视窗设置于控制箱本体外表面上。

在本发明的特高压避雷器自动调控系统的主体结构中:包括多支互相并联的避雷器,避雷器之间设置电磁脱扣装置,避雷器底部设置电流传感器,电流传感器分别连接有高速数字采集单元和可实现多通道通信的数据处理终端,同时,数据处理终端还连接有高清显示器。在特高压变电系统运行调试和运行过程中,本系统一方面通过检测单元将各支避雷器的微秒级电流信号波形同步显示在高清显示器的屏幕上,以供工作人员查询、调取与观测,另一方面,通过数据处理终端依据当前电流的大小及分布情况,及时实现对过电流避雷器的退出以及备用避雷器的并入,并入和退出过程依靠电磁脱口装置来实现;电磁脱扣装置主要原理是利用磁保护提供断路操作,实际上是一个磁回力脱扣操作,当电流足够大时产生的磁场力克服反力弹簧吸合衔铁打击牵引杆从而带动机构动作切断电路,其优点就是成本低,寿命长,受环境影响小;当PLC控制器通过检测比对后,判断出对应不同型号避雷器的调整方案,便依靠电流发生器对电磁脱扣装置进行激励,使其完成对应开闭操作,进而实现不同避雷器的投退,整个过程反应比较迅速,而且免去人工判断时间和更换的危险性,在实际操作中,电流发生器与电磁脱扣装置之间接入电子放大线路,电流发生器的输出电流经过电子线路放大后再激励脱扣装置,这样可以使反应更加迅捷、灵敏度高、操作误差小、制作工艺简单、成本低。

电流传感器包括线电阻电流传感器,分别设置于避雷器底部,利用电阻分流原理实现对避雷器实时电流的采集,电流传感器还可以设置为霍尔传感器,可选用TBC-LTA系列闭环式霍尔电流传感器,灵敏度高且计量精度准确,电流传感器与数字采集单元之间设置采样存储器,采样存储器不仅可以记录电流互感器电流值,还可以通过与控制箱中的其他元件连接,进行数据的记录与输出。

通信显示单元一方面可以通过通信网络实现各个单元之间的互联,另一方面可以实现系统数据及操作情况的监控显示;通信显示单元包括通信网络以及与其互联的监控视窗,通信网络包括本地传感器网络与远程无线网络,传感器网络采用电力载波传输,远程无线网络采用长距离点对点传输。信息传输方式是保证监控信息及时传递的基础,电力载波不依托辅助元件,可实现直接性的线路传输,很适用于小范围内互联的传感器网络;远程无线网络既可以采用GSM无线传输,可以与各种公用通信网络互联,抗干扰性强,通信质量高,不受距离限制,也可以采用长距离点对点传输,通过数据管理系统使用一次GSM传输,相比于GSM无线传输而言,不必使用SIM卡,大大降低了长期使用费用。

数字采集单元包括高速数据采集卡,并通过RS485模块与数据处理终端连接,同时,数据采集卡的输入端也可以与通信网络连接,为与数据采集卡配合使用,控制箱与通信网络的连接处可以设置无线状态量采集器,进行数据的一次汇集,并传输至数据采集卡进行数据的二次汇集;数据采集卡的输出端通过长距离点对点通信,还可以与特高压变电站控制中心的服务器连接,服务器包括若干台以太网式网络交换机,这样就可以将单个区域的避雷器组进行联接,并依托本地传感器网络和远程无线网络,拓展对为整个变电站所有避雷器组的监视、控制,还可以借助先进的电力物联网技术升级为整个变电区域微系统的控制中心,为扩展监测功能打下了很好的通讯网络基础。

当远程无线网络采用GSM无线传输时,可以改善传统调控需要专人实时监控、信息反馈时效性差的缺点,如可以优选GSM短信方式,即避雷器发生保护动作时通过手机短信向管理部门反馈现场具体动作信息,实现及时告警,时效性高。

由于与避雷器组连接的控制型装置均处于特高压变电场中,为了保证系统的安全性与准确性,数据处理终端和数字采集单元均设置于控制箱中,控制箱外围设置绝缘屏蔽罩,同时,控制箱中可以设置环境测量点,用来监控避雷器附近的运行工况和本系统的运行状况。环境测量点包括位于箱体上的压力传感器、振动传感器和嵌入式测温传感器,嵌入式测温传感器包括高精度温湿度探头及其连接的数据传输线;环境测量点采用POE供电,以本地传感器网络的网络数据传输线为供源线路;POE供电是采用以太网作为数据传输通道,不需要专门架设服务器,部署简单,使用方便,各监控节点以无线状态量采集器为基础,将采集到的温湿度、电流等信息转化为数字信号,通过TCP/IP协议将数据发送到监控软件。同时,控制箱上设置监控视窗,监控视窗包括查询面板和高清显示器,实现对各采样数据和运行数据的就地实时显示。

为了实现数据的灵活性,还可以依靠通信网络,将数据的显示与查询通过网络进行拓扑式连接,将监控视窗从单一的就地显示扩展为WEB视窗,配合与系统数据存储器连接的监控软件,实现对当前系统所有数据的查询显示,监控软件不用固定在某一台主机,任何以太网联网的主机运行该软件均能获取到每个避雷器组的监测和运行数据,即特高压变电站控制线路上的任一计算机均可通过输入避雷器组区域分配的IP地址远程访问其运行调控情况。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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