基于多级电容电场感应取能周期性供电电源的优化设计方法

电场能因具有供能稳定的特点可作为输变电设备上在线监测设备的可靠供电来源,但在实际应用场景中存在因取能功率密度低而使在线监测装置工作间歇时间较长的问题。针对该问题,该文提出一种基于多级电容的电场感应取能电源结构及控制方式,协调各级取能电容充放电工作模式,并通过采用多绕组变压器能量传输媒介、优化配置取能电源关键参数,有效降低装置损耗与体积,提升能量转移效率。最终通过实验测试可在高压电场下进行能量采集,当采用两级取能电路进行取能的情况下,通过优化关键取能参数使得每周期取能能量可达226 mJ,工作时间增加至优化前的2.11倍,可满足无线电流传感器工作1.648 s,发送3次在线监测数据。

局放在线监测系统在化工企业变电所的应用

国民经济的快速发展,使得电缆的需求量愈加增大,然而电缆存在的制造、安装缺陷等客观原因,导致电缆绝缘击穿短路等问题时有发生。电缆绝缘劣化的重要表现形式即是局放现象,通过捕捉局放高频信号,可提前掌握电缆绝缘劣化程度。阐述电缆存在的缺陷类别、局放监测的原理,通过应用实例描述局放在线监测系统架构、重要部件组成、通信组网方式、现场硬件配置、施工要求、软件界面、功能特点,并给出了实际应用效果,对相关化工企业变电所的电缆绝缘监测技术管理具有很强的指导和借鉴意义。

电力电缆状态感知与检测技术研究综述

电力电缆是电力系统中的重要设备,电缆的运行状态关系到输配电系统的安全可靠运行。电缆状态检测技术指根据电缆运行状态的历史数据,综合运用停电试验、带电检测、在线监测等技术对电缆状态量进行智能感知,为电缆运行性能综合评估提供关键参考信息。文中综述了近年关于电缆状态感知及检测技术的国内外研究现状,分别从温度、载流量、局部放电、受潮、应变/振动和接地电流等状态量进行评述,阐明了不同状态量的检测原理,介绍了目前电缆状态检测技术研究及实践中的应用情况和发展水平,并探讨电缆状态检测技术的主要发展趋势。

输电线路避雷器全生命周期状态在线监测方法

为降低因避雷器导致的电力事故发生概率、保证输电线路安全平稳地运行,以全生命周期为切入点,提出避雷器状态在线监测方法。针对氧化锌材质避雷器,分析设备全生命周期中各个阶段状态情况。然后针对泄漏电流与加载电压模拟信号实施快速傅里叶离散化处理,将信号从时域转换成频域,并获取阻性电流基波分量与奇次谐波分量,从而实现对避雷器状态在线监测。仿真实验环节主要检测监测免疫性,经电磁波干扰与表面温度等试验环节,验证该方法能够有效抑制电磁波与正常设备表面温度的负面影响,且实时性较好。

计及谐波影响的氧化锌避雷器在线监测方法研究

泄漏电流监测法是对氧化锌避雷器进行在线监测及状态诊断的有效方法,但避雷器承受电压存在谐波干扰时,传统泄漏电流特征量会出现效果不理想的问题。为了提高谐波干扰下避雷器运行状态诊断的准确率,在对避雷器泄漏电流特性分析的基础上,提出一种基于泄漏电流时间积分的新型特征量,并对该特征量的原理进行理论分析。提出特征量对于避雷器状态区分能力的评估指标,通过与其他传统特征量的实验比较分析,结果表明,所提出的泄漏电流时间积分新特征量具有更好的有效性和优越性,且抗谐波干扰能力更强,可在不同谐波电压干扰下很好地区分氧化锌避雷器的运行状态。

屏蔽式固体绝缘环网柜故障在线监测系统搭建

分析了环网柜局部放电和断路器机械特性检测方法的研究现状,阐述了固体绝缘环网柜实施局部放电、断路器机械特性、温湿度、水浸情况及烟雾实时监测的必要性。基于此,为屏蔽式固体绝缘环网柜搭建智慧化、全方位的在线监测系统。其中,局部放电监测采用超高频和温度2项指标作为判别依据,而断路器机械特性监测基于电流分析搭建测试系统。经现场安装与调试,设备运行情况良好,监测数据稳定、准确,为业内固体绝缘环网柜在线监测系统的搭建提供一定参考。

光电技术在避雷器泄漏电流在线监测中的应用分析

避雷器作为配网防雷的主要手段,在配电线路和配电变压器上广泛应用。分析避雷器发生故障的特点和常见的故障状态,基于目前避雷器泄漏电流的监测,分别阐述泄漏电流测量、数据采集与传输、数据分析与处理、异常警报与诊断以及远程监控等方面内容,并细致分析光电隔离技术在避雷器泄漏电流的监测的应用原理和应用技术内容。应用光电耦合器将电流变化量进行光电转换与计算机处理,并显示与报警,可以保证避雷器安全平稳运行。

避雷器的智能在线监测系统设计研究

近年来,我国输电网络不断扩展,但电网规模的快速扩大和输电线路复杂性的增加都给电力系统带来重大挑战,促使电网进行优化升级。提升电力系统信息技术、自主控制以及智能化水平已成为重要任务。因此,我国高度重视智能电力网络的建设,并在“十四五”期间的发展规划中明确指出,必须加快推动电网基础架构向智能化转型,发展和建设智能微电网。避雷器作为防止电子设备遭受过高电流影响的至关重要部分,其工作模式独具特色,若未进行适当的检查与控制,则可能诱发二次雷暴灾害。为确保电力装置与避雷器的稳定运行,有必要构建一个既安全又易管理,且具备雷电信息追踪功能的智能网络监控体系。文章主要阐述了避雷器智能在线监测系统的相关概念与功能,并深入探讨了避雷设备在智能网络监测系统中的应用与发展,旨在推动我国雷电防护技术迈向更高水平。

氧化锌避雷器的在线监测技术要点

在国家电网智能化发展的今天,在线监测技术已成为电力行业关注的重点。在线监测技术不仅可以测量氧化锌避雷器的泄露电流,还能分析其老化程度与受潮情况。氧化锌避雷器长期处于恶劣的工作环境,其自身性能易受到环境的干扰,从而影响避雷器的正常运行,甚至导致避雷器损坏,不利于发挥避雷器在电力系统中的作用。因此,在线监测工作对于电力系统的正常运行而言极其重要,应明确氧化锌避雷器的在线监测技术要点,实现电力系统的自动化安全运行。基于此,以氧化锌避雷器的在线监测系统架构为切入点,并详细论述在线监测系统对时、在线监测信号去噪、在线监测故障诊断等技术要点,旨在为氧化锌避雷器在线监测工作提供参考。

三峡—上海±500kV同塔双回直流输电用线路避雷器的雷电防护效果分析

为研究线路避雷器对±500kV三峡—上海双回直流输电线路的雷电防护效果,对该线路典型杆塔雷击闪络率进行了仿真计算,拟定了线路避雷器的加装方案,分析了加装避雷器后线路的耐雷水平、线路避雷器的最大吸收能量和放电电流。结果表明,16号单回路G1-39型杆塔正极性线路、1383～2123号双回路SGV2AP-45型杆塔上层正极性线路、1725和1737号SGV2AP-45型杆塔上层正、负极性线路雷击总闪络率均>0.14次/(100km.a),建议在上述杆塔上安装线路避雷器。加装线路避雷器后,上述杆塔耐雷水平均得到明显提高,反击耐雷水平>400kA,绕击耐雷水平大于最大绕击电流,且线路避雷器能够满足耐受最大吸收能量1 200kJ和放电电流58kA的技术要求。因此线路避雷器能够可靠保护直流输电线路不发生雷击闪络。

雷电流全参数及避雷器状态在线监测研究

为给分析判断雷击线路杆塔号、雷击形式及实现快速定位提供充分的依据,研究了一种雷击输电线路和避雷针的雷电流全参数在线监测系统,采用罗氏电流传感器和前置机,配合GPRS公共平台远端传输接收数据,首次得到了雷击杆塔的电流波形、幅值、极性和雷击点位置。此外,还研究了线路用带间隙避雷器的运行寿命和配网避雷器运行状态的在线监测指示器,其中采用大电流通过次数的计数方法以确定带间隙避雷器的剩余寿命,设计的状态指示器的起始动作电流<100A,大电流时能可靠动作,告警和吊牌复位机构满足可靠性要求。配网避雷器采用阻性电流分量作为检测对象,当检测到的阻性电流达到设定阈值时,装置将自动发出双重故障指示。在多个变电站实际运行的结果表明:该装置动作可靠、标识明确、使用方便,减少了检修和停电导致的经济损失,提高了配电网的供电可靠性。

可记录多重雷击的雷电流波形在线监测装置研制

线路遭受多重雷击可能导致变电站内断路器损坏。多重雷击雷电流波形测量与监测对深入研究雷电活动和改进防雷技术有重要意义。因此提出了一种可实现连续5次以上多重雷击电流波形记录的雷电流在线监测系统。该系统根据多重雷击单次回击电流时间短、两次回击间隔时间长的特点,高速采样回击电流,低速采集中间电流并等待下次回击电流,实现连续波形记录。选用了最大传输延迟时间仅为3.5ns的可编程逻辑器件触发监测装置,保证雷击后0.5μs内启动监测装置采样;利用高低速采样结合的方式,一次可采集756ms时长的雷电流波形。制作的成套监测系统在实验室得到验证并应用于输电线路等易受雷击地区,给出了一组于2010年8月20日在深圳市采集到的实际雷电流波形。

35kV输电线路避雷器的雷电放电电流和吸收能量

在建立输电线路防雷计算模型的基础上,用电磁暂态计算程序对有、无避雷线的35 kV输电线路避雷器的雷电放电电流和吸收的雷电放电能量进行了计算。具体计算了不同幅值的雷电流作用下,不同冲击接地电阻时,线路上避雷器的放电电流和吸收的比能量,讨论了雷电流、接地电阻对放电电流和比能量的影响,并对分别装在有、无避雷线的输电线路上的避雷器的放电电流和比能量进行了纵向比较分析。

一种基于FT3光纤通信的新型避雷器监测方案

针对现有避雷器在线监测系统可靠性低且不能适用于电子互感器应用场合的问题,提出一种基于光纤传输的避雷器在线监测方案。通过光纤实现数据通信和同步采样,提升系统抗电磁骚扰水平。利用FT3标准通信规约替代私有RS-485规约,提高系统开放性。通过采样点传送取代相量传送,为分析计算提供可靠有效的基础数据源。借助具有合并单元功能的监测IED实现电流数据和电压数据的聚合,兼容电子式PT和常规PT的工程应用。设计开发了相应的避雷器监测装置,试验及现场运行结果表明,装置工作可靠,性能稳定,具有广阔的应用前景。

输电线路与引雷塔雷电监测与雷电流波形分析

为更好地了解雷电特性,分析了由武汉大学负责开发的雷电流在线监测系统获取的4组雷电流波形。该系统已安装43套监测装置,分布在国家电网和南方电网110、220、500kV输电线路以及高楼和引雷塔等易遭受雷击的地点。已测到的4组雷电流波形分别为:2007-04-22湖北咸宁110kV汪官线路51号塔,雷击于杆塔塔顶,幅值为-11.8kA,振荡波;2008-09-17深圳凤凰山引雷塔;2010-09-08T14:39:21云南电网220kV鲁罗Ⅰ回51号杆塔,雷绕击于导线,幅值为-10.0kA,波前时间0.5μs,半波时间23.0μs;2010-09-08T23:46:49云南电网220kV鲁罗Ⅰ回51号杆塔,雷绕击于导线,幅值为-9.3kA,波前时间1.0μs,半波时间22.0μs。4次雷电活动从时间和空间上均与雷电定位系统数据相符,电流波形有振荡衰减现象。得到的雷电流波形可为防雷设计提供参考依据。

金属氧化物避雷器监测装置现场校准技术研究

针对金属氧化物避雷器在线监测装置难以在不停电状态下开展现场校准的问题,提出了一种对泄漏电流置空后再注入标准信号的现场校准方法。对相关校准的特征量值展开分析,并通过电路仿真及频率波动对相位影响的研究,研制了氧化锌避雷器在线监测装置现场计量标准。试验结果表明文中提出的方法及计量标准可对准确度为1%及以上金属氧化物避雷器在线监测装置展开现场校准试验。

110kV复合型放电间隙避雷器的电气性能

为降低110kV架空输电线路雷击跳闸率,基于多短间隙过零熄弧后不重燃的机理,提出一种由多短间隙结构和单个大间隙相串联而成的复合型放电间隙避雷器。该避雷器允许多短间隙被击穿建立电弧通道,在间隙中产生的高气压作用下,电弧被推出短间隙。在工频续流自然过零熄弧后,由于分布到单个短间隙上的最大电压不足以重新燃弧,以确保电弧不发生重燃。该文首先通过工频续流试验考核多短间隙过零熄弧后不重燃的可靠性;进而通过雷电冲击试验、淋雨试验和污秽试验,检验该避雷器的电气性能。试验结果表明复合型放电间隙避雷器具有良好的工频续流遮断能力,且电弧不会发生重燃;具有良好的雷电冲击特性和淋雨特性,适用于重污秽地区。复合型放电间隙避雷器满足110kV输电线路安全运行的要求,并能够在继电保护动作前可靠熄灭电弧使其不发生重燃,可用于110kV输电线路防雷。

多通道雷电流在线监测系统的研发和应用

雷电流特征参数的测量对于研究雷电放电过程以及雷电防护有着十分重要的意义。介绍了一套多通道雷电流在线监测系统。使用自行研制的基于柔性罗氏线圈的雷电流传感器,通过电磁耦合把大的雷电流转化为低电压信号;采用高速数据采集处理单元对耦合出来的电压信号进行高速采集,保证信号的完整性和精确度;利用通用分组无线服务技术(GPRS)进行无线数据传输;利用专家分析查询系统对远程接收系统测得的雷电流波形信号分析处理,并对系统进行远程控制,保证系统稳定运行。系统经过在500 k V神保双回线路、500 k V太山双回线路实际运行,于2013年6月25日捕获了雷击500 k V架空输电线路实测波形,成功监测到雷电流幅值、波头时间等特征量,同时监测并记录雷电流全波波形数据,为雷电监测数据比对与仿真反演提供更全面的基础资料。

电力系统雷击远程在线监测系统

电力系统雷击远程在线监测系统是一种自然雷击电流波形数据采集装置,它利用Rogowski线圈电流传感器将雷电流转化为电压信号,并实现了雷电流波形数据的高速采集和远程无线传输;系统通过服务器专用软件实现雷电流波形浏览和电力系统雷击类型、故障方式等判定。系统安装于输电线路和塔式避雷针上,经过2年野外运行,已经成功获取4组自然雷击电流波形数据。与实验室常规冲击电流试验波形相比,这4组雷击电流波形数据中存在波头时间小于1μs和波形幅值激烈振荡的特性。

高压电缆线路避雷器在线监测系统的研究

设计了一套基于无线测量网络的高压电缆线路氧化锌避雷器(ZOA)在线监测系统,用于评估ZOA绝缘变化状况。系统使用零磁通传感器测量泄漏电流,利用RF通信与GPS同步技术同步采集电压电流信号,采用基于FFT的均值算法提取基波阻性电流;采用无线测温模块测量避雷器阀片局部温度;通过RF网络和GSM网络将现场数据上传到监测终端与上位机系统,实现了远程数据采集与实时数据显示、分析和数据管理。从现场带电运行情况来看,系统较好地满足了电缆线路ZOA在线监测要求。