一种交流线路交流避雷器带电检测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交流系统检测技术领域，具体涉及一种交流线路交流避雷器的在线检 测系统以及采用该系统进行可靠性检测的方法。
【背景技术】
[0002] 随着中国社会经济的腾飞和科技的不断进步，整个社会对电能的需求越来越大， 因此电网规模不断的扩大。然而中国能源分布和经济发展存在严重不对称的问题，东部和 南部经济发达能源少，西部能源丰富但经济较落后，因此将西部能源有效的输送到东部和 南部，有助于国家经济的可持续发展。高电压交流输电技术因其在短距离电力输送中优势 明显，在中国的大地上已有多条10kv~1000kV超特高压交流输电系统投入运行。
[0003]为了提高输电线路运行可靠性，特别是超（特）高压对整个电网的安全稳定运行 至关重要。至1980年起，国外提出了在输电线路上安装线路避雷器来减少线路跳闸事故， 美国和日本先后成功地将线路避雷器应用到输电线路上，国内近年来也在大量安装使用。 然而，交流线路避雷器安装于输电线路中间，因缺乏检修电源的供给不能开展年度预防预 防性试验判定交流线避雷器的工作状态，也不未通过在线监测的方法进行交流避雷器的带 电监测和在线监测，目前对交流线路避雷器状态的判定只能通过自带电源装置进行1mA标 准参考电压及0. 75参考电压下的泄漏电流的测量，但目前的方法仪器笨重，输电线路多穿 过高山地带，目前停电监测方法困难大或无法实施。因此，开发一种交流线路避雷器在线检 测系统，能够实时确定交流线路避雷器的阻抗阀值，对交流电力系统的安全稳定运行有着 重要的意义，对电力供给保障有着重要的技术支持，同时带来重大的经济效益。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对上述交流线路避雷器特点，提供一种稳定性好、可靠性高 的交流线路避雷器在线检测系统以及采用该系统进行可靠性检测的方法，用于确定交流避 雷器的运行状态。
[0005] 为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：
[0006] 一种交流线路交流避雷器带电检测系统，其包括：
[0007]高压交流母线，用于产生交流电压信号；
[0008] 交流导线，用于连接高压交流母线和杆塔，实现电能输送；
[0009] 杆塔，用于对交流导线进行基础支撑；
[0010] 母线电压互感器，所述母线电压互感器的一次侧与高压交流母线电性连接，用于 变换所述交流电压信号，在母线电压互感器的二次侧产生一变换后的交流电压输出信号；
[0011] 交流避雷器，安装于所述杆塔侧，所述交流避雷器的一次侧与交流导线电性连接， 形成电流信号测量点，所述交流电压信号通过交流导线流经交流避雷器后，在交流避雷器 的接地侧产生一交流电流信号；
[0012] 电压采样模块，所述电压采样模块的输入端与母线电压互感器的二次侧电性连 接，用于对所述交流电压输出信号进行多次采样，获取采样的电压数据序列；
[0013] 电流采样模块，所述电流采样模块的输入端与交流避雷器的接地回路电性连接， 用于对所述交流电流信号进行多次采样，获取采样的电流数据序列，所述电流数据序列和 电压数据序列的数量相等；
[0014] 交流导线阻抗参数测量模块，用于测量交流导线的电流向量和电压向量，以获取 交流导线的阻抗参数；
[0015] 母线电流互感器，所述母线电流互感器的一次侧与高压交流母线电性连接，用于 在母线电流互感器的二次侧产生一母线电流信号；
[0016] 处理模块，用于接收所述电流数据序列、电压数据序列、交流导线的电流向量和电 压向量以及母线电流信号并对其进行计算，以判定交流避雷器的可靠性。
[0017] 所述电流采样模块包括第一电流传感器、第一 AD转换装置、第一中央处理器和第 一无线收发器终端，所述第一电流传感器的取样探头串接在交流避雷器的接地回路中，所 述第一电流传感器的输出端通过第一 AD转换装置与第一中央处理器的输入端相连，用于 将第一电流传感器对所述交流电流信号进行多次采样获取的电流数据序列经模数转换后 传送至第一中央处理器，所述第一中央处理器的输出端与第一无线收发器终端的输入端电 性连接，用于将获取的模数转换后的电流数据序列通过第一无线收发器终端传送至处理模 块。
[0018] 所述电压采样模块包括电压传感器、第二AD转换装置、第二中央处理器和第二无 线收发器终端，所述电压传感器的取样探头串接在母线电压互感器的二次侧中，所述电压 传感器的输出端通过第二AD转换装置与第二中央处理器的输入端相连，用于将电压传感 器对所述交流电压输出信号进行多次采样获取的电压数据序列经模数转换后传送至第二 中央处理器，所述第二中央处理器的输出端与第二无线收发器终端的输入端电性连接，用 于将获取的模数转换后的电压数据序列通过第二无线收发器终端传送至处理模块。
[0019] 所述交流导线包括A相导线、B相导线和C相导线，其中，A相导线、B相导线和C 相导线分别与高压交流母线形成的断合点分别记为D点、E点和F点，所述交流避雷器的一 次侧与交流导线形成的电流信号测量点分别位于A相导线、B相导线和C相导线上的X点、 Y点和Z点；所述A相导线、B相导线和C相导线与高压交流母线之间的断合处分别设有开 关K1、开关K2和开关K3,所述X点、Y点和Z点与杆塔之间的交流导线上分别设有开关K4、 开关K5和开关K6。
[0020] 所述交流导线阻抗参数测量模块包括测量电源、电流测量装置、电压测量装置、接 地装置、第三AD转换装置、第三无线收发器终端；其中，测量电源的三相输出端通过三相引 线分别连接至D点、E点和F点，所述三相引线上连接有电流测量装置和电压测量装置；所 述接地装置包括开关K7、开关K8、开关K9和K10,所述开关K9、开关K8、开关K7的一端分别 连接至X点、Y点和Z点，三者的另一端均通过开关K10接地；所述电流测量装置和电压测 量装置的输出端均通过第三AD转换装置经由第三无线收发器终端将二者分别测得电流向 量和电压向量传送至处理模块。
[0021] 所述处理模块包括：
[0022] 无线收发器总站，所述无线收发器总站的输入端分别与第一无线收发器终端、第 二无线收发器终端和第三无线收发器终端的输出端无线连接，所述无线收发器总站的输出 端与服务器相连，用于建立电流采样模块与服务器之间、电压采样模块与服务器之间、以及 交流导线阻抗参数测量模块与服务器之间的通讯；
[0023] 服务器，用于接收来自无线收发器总站的电流数据序列、电压数据序列、交流导线 的电流向量和电压向量以及母线电流信号，并通过计算判定交流避雷器的可靠性。
[0024] 所述无线收发器总站、第一无线收发器终端、第二无线收发器终端和第三无线收 发器终端均为无线路由器。
[0025] 所述母线电流互感器的二次侧连接至一第二电流传感器的输入端，第二电流传感 器的输出端通过一第四AD转换装置进行模数转换后，由一第四中央处理器将所述母线电 流信号由第四无线收发器终端发送至处理模块。
[0026] 一种交流线路交流避雷器带电检测方法，其包括以下步骤：
[0027] 步骤1、通过交流导线阻抗参数测量模块进行交流线路电压向量和电流向量的测 量，并计算交流导线阻抗参数，所述交流导线阻抗参数为高压交流母线和电流信号测量点 之间的交流线路的阻抗参数；所述电流信号测量点为位于杆塔侧的交流避雷器的一次侧连 接在交流线路上的接点；所述交流导线包括A相导线、B相导线和C相导线，其中，A相导线、 B相导线和C相导线分别与高压交流母线形成的断合点分别记为D点、E点和F点，交流避 雷器的一次侧与交流导线形成的电流信号测量点分别位于A相导线、B相导线和C相导线上 的X点、Y点和Z点；所述A相导线、B相导线和C相导线与高压交流母线之间的断合处分 别设有开关K1、开关K2和开关K3,所述X点、Y点和Z点与杆塔之间的交流导线上分别设 有开关K4、开关K5和开关K6 ;所述交流导线阻抗参数测量模块包括测量电源、电流测量装 置、电压测量装置、接地装置；其中，测量电源的三相输出端通过三相引线分别连接至D点、 E点和F点，所述三相引线上连接有电流测量装置和电压测量装置；所述接地装置包括开关 K7、开关K8、开关K9和K10,所述开关K9、开关K8、开关K7的一端分别连接至X点、Y点和Z 点，三者的另一端均通过开关K10接地；
[0028] 所述步骤1包括以下步骤：
[0029] 步骤11、断开开关Kl、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9和K10,通过电流测量装置获 取电流向量A，通过电压测量装置获取电压向量&，根据式（1)计算此时阻抗Z 1:
[0030]
【主权项】
1. 一种交流线路交流避雷器带电检测系统，其特征在于，其包括： 高压交流母线（1)，用于产生交流电压信号； 交流导线（71)，用于连接高压交流母线（1)和杆塔（2)，实现电能输送； 杆塔（2)，用于对交流导线（71)进行基础支撑； 母线电压互感器（3)，所述母线电压互感器（3)的一次侧与高压交流母线（1)电性连 接，用于变换所述交流电压信号，在母线电压互感器（3)的二次侧产生一变换后的交流电 压输出信号； 交流避雷器（4)，安装于所述杆塔（2)侧，所述交流避雷器（4)的一次侧与交流导线 (71)电性连接，形成电流信号测量点，所述交流电压信号通过交流导线（71)流经交流避雷 器（4)后，在交流避雷器（4)的接地侧产生一交流电流信号； 电压采样模块（5)，所述电压采样模块（5)的输入端与母线电压互感器（3)的二次侧电 性连接，用于对所述交流电压输出信号进行多次采样，获取采样的电压数据序列； 电流采样模块（6)，所述电流采样模块（6)的输入端与交流避雷器（4)的接地回路电性 连接，用于对所述交流电流信号进行多次采样，获取采样的电流数据序列，所述电流数据序 列和电压数据序列的数量相等； 交流导线阻抗参数测量模块（7)，用于测量交流导线（71)的电流向量和电压向量，以 获取交流导线（71)的阻抗参数； 母线电流互感器（10)，所述母线电流互感器（