一種避雷器動作實時監(jiān)測裝置的研究

仇偉杰

摘 ?要：該文提出一種避雷器監(jiān)測系統(tǒng)，對現(xiàn)有避雷器計數(shù)器進行簡單改造，使避雷器放電信息可通過現(xiàn)有保護裝置及遠動通道上傳調(diào)度主站，從而實現(xiàn)避雷器放電的實時監(jiān)控和自動統(tǒng)計。傳統(tǒng)避雷器計數(shù)器改造，使其能夠從源頭上為避雷器放電監(jiān)測系統(tǒng)提供避雷器放電信息。避雷器放電采集系統(tǒng)，對避雷器放電信息進行可靠準確的采集。避雷器放電信息傳輸系統(tǒng)，不需要后期電纜施工實現(xiàn)避雷器監(jiān)測系統(tǒng)與主控室之間的通信。避雷器放電信息上傳系統(tǒng)，將接收到的避雷器放電信息準確上送到調(diào)度主站。

關(guān)鍵詞：避雷器;動作;實時監(jiān)測

中圖分類號：TM862 ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

目前，避雷器放電監(jiān)視主要依靠人工到現(xiàn)場檢查避雷器計數(shù)器來判斷避雷器是否動作，有在線監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋的廠站暫時不能實現(xiàn)在線監(jiān)測對避雷器放電次數(shù)的統(tǒng)計。目前，避雷器放電監(jiān)視工作完全依靠人工統(tǒng)計，且無法進行監(jiān)視，對于有人值守的變電站較方便，但是對于無人值守變電站，人工統(tǒng)計很不方便，項目擬研究一套避雷器檢測系統(tǒng)，對現(xiàn)有避雷器計數(shù)器進行簡單改造，使避雷器放電信息可通過現(xiàn)有保護裝置及遠動通道上傳調(diào)度主站，從而實現(xiàn)避雷器放電的實時監(jiān)控和自動統(tǒng)計。

為了解決上述問題，對現(xiàn)有避雷器計數(shù)器進行簡單改造，使避雷器放電信息可通過現(xiàn)有的保護裝置及遠動通道上傳調(diào)度主站，從而實現(xiàn)避雷器放電的實時監(jiān)控和自動統(tǒng)計。傳統(tǒng)避雷器計數(shù)器改造，使其能夠從源頭上為避雷器放電監(jiān)測系統(tǒng)提供避雷器放電信息。避雷器放電采集系統(tǒng)，對避雷器放電信息進行可靠準確的采集。避雷器放電信息傳輸系統(tǒng)，不需要后期電纜施工實現(xiàn)避雷器監(jiān)測系統(tǒng)與主控室之間的通信。避雷器放電信息上傳系統(tǒng)，將接收到的避雷器放電信息準確上送到調(diào)度主站。

系統(tǒng)利用現(xiàn)有的避雷器計數(shù)器進行簡單改造，在源頭上對動作信息進行采集，動作信息準確可靠，可有效的減少動作信息的誤報。信息的傳輸采用的無線傳輸?shù)姆绞?，無需后期變電站電纜施工改造。上送方式利用變電站現(xiàn)有的遠動系統(tǒng)，無需建設新系統(tǒng)[1]。1）傳統(tǒng)避雷器計數(shù)器改造，使其能夠從源頭上為避雷器放電監(jiān)測系統(tǒng)提供避雷器放電信息。2）避雷器放電采集系統(tǒng)，對避雷器放電信息進行可靠準確的采集。3）避雷器放電信息傳輸系統(tǒng)，不需要后期電纜施工實現(xiàn)避雷器監(jiān)測系統(tǒng)與主控室之間的通信。4）避雷器放電信息上傳系統(tǒng)，將接收到的避雷器放電信息準確上送到調(diào)度主站。

1 系統(tǒng)原理說明

1.1 避雷器動作采集系統(tǒng)

對傳統(tǒng)避雷器計數(shù)器的改造，擬利用避雷器計數(shù)器裝置本身具備的電磁式繼電器作為避雷器放電的發(fā)出裝置，提供一個常開節(jié)點，使用單片機實時采集動作信息。當避雷器工作時，電流通過計數(shù)器回路時線圈帶電，繼電器觸點吸合，進而導通采集裝置內(nèi)部回路，從而產(chǎn)生一個可以被單片機采集的動作信號。

1.2 避雷器動作信息傳輸系統(tǒng)

避雷器放電信息傳輸系統(tǒng)，使用無線傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)通信傳輸，使用電力專用的大功率無線通信模塊與單片機構(gòu)成的傳輸系統(tǒng)，傳輸模塊至少能實現(xiàn)理論8 000 M的傳輸距離，保證無線傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，傳輸采用點對點的傳輸協(xié)議，保證傳輸?shù)陌踩浴?/p>

1.3 避雷器動作信息上傳系統(tǒng)

避雷器放電信息傳輸系統(tǒng)避雷器放電上傳系統(tǒng)[2]，使用具備電平觸發(fā)功能的直流繼電器，觸發(fā)電壓為2.5 V～5 V，電流2 mA～4 mA;繼電器提供一組常開節(jié)點，可待直流負荷為30V/10A;繼電器的供電采用+5V的弱電進行供電，當接收端接收到避雷器放電信息后，常開節(jié)點閉合，利用保護裝置本身+24 V電源，使用保護裝置的弱電開入節(jié)點，采集開關(guān)量，后臺廠家更改遠動點表描述后，通過現(xiàn)有的變電站遠動系統(tǒng)將動作信息上送到調(diào)度主站，通過以上各系統(tǒng)實現(xiàn)信息的上送[3]。

在低調(diào)主站的監(jiān)測端也無需再新增專門的工作站對避雷器動作信息進行監(jiān)控，只需要與調(diào)度自動化系統(tǒng)共用的工作站及監(jiān)控系統(tǒng)，即可實現(xiàn)對避雷器動作的實時監(jiān)測及動作次數(shù)統(tǒng)計，如圖1所示。

2 系統(tǒng)軟硬件設計

系統(tǒng)分為發(fā)送端和接收端兩部分，收發(fā)裝置主要分為控制模塊、無線通信模塊、繼電器模塊、電源模塊，如圖2和如圖3所示。

2.1 控制模塊

使用單片機作為系統(tǒng)控制，并配置了液晶顯示器，用于顯示三相分別動作次數(shù)，分別實現(xiàn)對避雷器動作信息的采集處理，動作信息顯示，對無線通信模塊的控制，動作信息輸出功能。

2.2 無線通信模塊

使用集成化的2.4 G無線通信協(xié)議模塊，實現(xiàn)場地避雷器采集模塊與主控室接收模塊之間的通信。為了提高傳輸距離，通信模塊配置了天線，并在單片機傳輸程序上重新進行優(yōu)化設計，最大限度地增加傳輸距離，并增加傳輸過程中穿越障礙物的能力，通過傳輸芯片與單片芯片配合使用已完成信號的傳輸。

2.3 繼電器模塊

接收端裝置收到動作信息后，通過控制繼電器分別輸出1組常開與常閉節(jié)點，用于被測控或保護裝置采集，實現(xiàn)信息上送。

發(fā)送端裝置當避雷器計數(shù)器動作后提供一個220 V電壓，驅(qū)動發(fā)送繼電器吸合，從而將避雷器動作信息進行采集通過無線模塊發(fā)送到接收模塊。

3 創(chuàng)新點及效益

創(chuàng)新點有4個。1）傳統(tǒng)避雷器計數(shù)器改造，使其能夠從源頭上為避雷器放電監(jiān)測系統(tǒng)提供避雷器放電信息。2）避雷器放電采集系統(tǒng)，對避雷器放電信息進行可靠準確的采集。3）避雷器放電信息傳輸系統(tǒng)，不需要后期電纜施工實現(xiàn)避雷器監(jiān)測系統(tǒng)與主控室之間的通信。4）避雷器放電信息上傳系統(tǒng)，將接收到的避雷器放電信息準確上送到調(diào)度主站。

經(jīng)濟效益如下。按照200個管理對象預計，每個對象運行情況檢查大約需要10 min;全部檢查一遍需要約83.2工時。以每天系統(tǒng)運行情況檢查一遍，每工時/人按10元計算，每年可以節(jié)省人力成本約36 680元。

4 社會效益

對現(xiàn)有的避雷器計數(shù)器進行簡單改造，使避雷器放電信息可通過現(xiàn)有保護裝置及遠動通道上傳調(diào)度主站，從而實現(xiàn)避雷器放電的實時監(jiān)控和自動統(tǒng)計。傳統(tǒng)避雷器計數(shù)器改造，使其能夠從源頭上為避雷器放電監(jiān)測系統(tǒng)提供避雷器放電信息。避雷器放電采集系統(tǒng)，對避雷器放電信息進行可靠準確的采集。避雷器放電信息傳輸系統(tǒng)，不需要后期電纜施工實現(xiàn)避雷器監(jiān)測系統(tǒng)與主控室之間的通信。避雷器放電信息上傳系統(tǒng)，將接收到的避雷器放電信息準確上送到調(diào)度主站。避雷器放電監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測變電站避雷器放電情況，便于雷擊的及時處理。同時運行人員無需再去現(xiàn)場進行人工統(tǒng)計，節(jié)約人工成本。

5 結(jié)論

通過該研究得出以下3點結(jié)論。1）系統(tǒng)利用現(xiàn)有的避雷器計數(shù)器進行簡單改造，在源頭上對動作信息進行采集，動作信息準確可靠，可有效的減少動作信息的誤報。2）信息的傳輸采用無線傳輸?shù)姆绞剑瑹o需后期變電站電纜施工改造。3）上送方式利用變電站現(xiàn)有的遠動系統(tǒng)，無需建設新系統(tǒng)。

系統(tǒng)的設計改變了原有避雷器巡視動作巡視方式，由現(xiàn)場檢查動作情況轉(zhuǎn)變?yōu)閺腄F8003調(diào)度自動化系統(tǒng)中進行統(tǒng)計，必須保證通信通道正常運行，需加強通道可靠性。

參考文獻

[1]郭紅英石芳郭強郭煒趙果萍.避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)應用[J].電力學報，2004（1）72-73，82.

[2]王朝斌，龐丹，李國慶.高壓電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].電測與儀表，2015，52（12）：88-91.

[3]潘翔，鮑遠慧，朱春.基于DSP金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2013（5）：57-59.