MOA避雷器在線狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng) 

一、前言  
　　近年來，金屬氧化物（MOA）無間隙避雷器具有*的保護特性，通流容量大，內(nèi)部結構簡單，自身重量輕，維護少等優(yōu)點，因此在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的運用。  
 
　　MOA避雷器性能的好壞直接影響電力系統(tǒng)安全運行，因MOA避雷器長期在工頻高電壓的作用下，會逐漸老化，而靠一年一次預試來發(fā)現(xiàn)MOA避雷器的老化是不夠的，即使在預試中合格的MOA避雷器，在運行中可能發(fā)生擊穿損壞，保護特性下降，則將會產(chǎn)生極其嚴重的后果，為保障MOA避雷器安全運行，必須對MOA避雷器進行嚴格監(jiān)測。  
 
　　目前監(jiān)測MOA避雷器的方法采用避雷器用監(jiān)測器實現(xiàn)在線監(jiān)測，它的工作原理在正常的運行電壓下，通過避雷器的漏電流的變化由電流表測得，當流過強大的動作電流時將從漏電流測量回路中被轉到計數(shù)器回路，計數(shù)器的動作利用通過動作電流的能量來實現(xiàn)記錄動作的次數(shù)。裝有避雷器用監(jiān)測器后，導則規(guī)定每天抄表一次，除記錄漏電流外，還應記錄時間、運行電壓、環(huán)境溫度、氣候狀況等參數(shù)，進行監(jiān)督和管理。這些方法都必須依靠大量人力來完成，而且有一定的局限性，難免疏忽大意，在人工巡查還有一個時效性差的弊端，往往不能及時發(fā)現(xiàn)隱患。如不及時發(fā)現(xiàn)，就成為事故的苗頭和隱患。  
 
　　zui近幾年來為了解決遠傳的問題，推出了一種在線監(jiān)測MOA避雷器遠傳系統(tǒng)，其工作原理將避雷器用監(jiān)測器測得的全電流（漏電流）變換成光脈沖信號，由光纖進行光傳輸再由光電變換器變換成485總線，實線遠傳功能，它的工作過程是MOA避雷器的全電流對電容器充電，電容器的二端電壓逐步上升與時基芯片的比較端進行比較當電容器二端的電壓大于比較端比較電壓時，時基芯片的輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖交虻碗娖阶優(yōu)楦唠娖?，?jīng)驅動級點亮發(fā)光二極管同時對電容器放電形成一個壓頻變換電路，實現(xiàn)無源信號變換光纖傳輸?shù)囊环N理想的電路。這種方法確實解決了數(shù)據(jù)遠傳的問題，但在實用過程中存在不少問題，有的安裝不到半年就無法正常工作。○1在壓頻電路中電容器的電容值很不穩(wěn)定受環(huán)境溫度的變化隨之變化，經(jīng)測試，環(huán)境溫度在5度以下或30度以上時檢測電流顯示值及遠傳信號很不穩(wěn)定，環(huán)境溫度在零下的時檢測電流顯示值及遠傳就無法工作，壓頻電路中的光二極管啟始電流離散性很大，造成測量結果與遠傳信號的不穩(wěn)定；○2光纖容易受外界因素影響，如：風吹動造成光纖接頭的光束偏離原位導致系統(tǒng)時好時壞；光纖的外皮不能抵抗紫外線長期在陽光中的照射，光纖的的外皮老化局部出現(xiàn)裂點后接收外界光造成傳輸不正常?！?監(jiān)測器上的光接口漏水比較嚴重及光電轉換器同樣存在密封不良，達不到防水等級要求。  
 
　　通過上面的介紹，對MOA避雷器的監(jiān)測必須采用一種“在線、實時、遠傳、智能、可靠”的監(jiān)測方式，但目前常用的監(jiān)測方式都不能有效、可靠的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。對無人值班變電站綜合自動化系統(tǒng)和變電站運行管理系統(tǒng)均不能很好支持。 

二、系統(tǒng)概述  
　　
　　隨著電力企業(yè)的技術進步，110kV變電站已大量實現(xiàn)無人值班，220kV變電站的無人值班也已進入實施階段。采用技術手段，實現(xiàn)讓無人值班變電站的監(jiān)測中心的值班人員對變電站內(nèi)設備的運行狀態(tài)能有效地進行狀態(tài)監(jiān)測。  
　
　　BLQ－ZX1型MOA避雷器狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)（以下簡稱本系統(tǒng)），是我公司針對電力系統(tǒng)無人值班變電站（所）的需要而研發(fā)的高科技新產(chǎn)品。  
　
　　本系統(tǒng)主要用于實時監(jiān)測高壓交流無間隙MOA避雷器在運行電壓下的全電流（漏電流）、放電動作的日期、時間及放電動作累計次數(shù)，電流檢測采用單匝一次穿芯電流傳感器，實現(xiàn)全隔離的取樣方式，*微處理器技術以及*的瞬態(tài)參數(shù)測試技術進行線性化處理與計算，將測量結果用總線進行數(shù)字傳輸：本系統(tǒng)具有*的可靠性和安全性及相對低廉的價格，使得本系統(tǒng)可以安裝到每組MOA避雷器進行實時檢測，實現(xiàn)集中監(jiān)測，無須運行人員每日到現(xiàn)場進行煩瑣的抄錄MOA避雷器的運行狀況，做到準確及時掌握運行設備的健康狀況，由監(jiān)測中心的后臺計算機管理系統(tǒng)，將多座變電站（所）的集中監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)接收并轉送計算機串口讀取數(shù)據(jù)，并固定IP后臺管理系統(tǒng)、通過B∕S模式網(wǎng)絡共享，相關人員可通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的查看分析，并可修改報警閥值、若某組超出設定報警閥值，則自動聲光報警，自動彈出該組避雷器的信息，進入預警，使運行人員及時掌握并提前處理事故隱患，保障電力電網(wǎng)安全供電。 

三、系統(tǒng)特點  

1．本系統(tǒng)的開發(fā)根據(jù)電生[2004]338號《氧化鋅避雷器在線監(jiān)測和帶電測試技術規(guī)定》進行開發(fā)。  
2．本系統(tǒng)的電流檢測應用非接觸式測量，實現(xiàn)全隔離的取樣方式，有效地保障人身安全和設備安全。  
3．本系統(tǒng)應用全數(shù)字通信技術，將測量結果用總線進行數(shù)字傳輸實現(xiàn)在線實時遠傳功能。  
4．本系統(tǒng)的電流變送器的安裝、不需要拆除已裝監(jiān)測器，可同時運行。  
5．本系統(tǒng)的監(jiān)測器和電流變送器采用戶外結構設計，可適用于室內(nèi)外的應用。  
6  本系統(tǒng)為三級報警，可由用戶在報警范圍內(nèi)任選值設置。  
7．本系統(tǒng)在運行中突然失電時、能保存失電前的各項參數(shù)。  
8．本系統(tǒng)采用*微處理器技術以及*的瞬態(tài)參數(shù)測試技術進行線性化處理與計算。  
9．本系統(tǒng)對干擾問題作了充分的考慮，能滿足在變電站中強電磁場干擾環(huán)境下正常使用的要求。 

四、系統(tǒng)架構  
　　
　　本系統(tǒng)由三個單元組成：本地檢測單元、集中監(jiān)測顯示單元和后臺軟件單元。 本地檢測單元實時測量現(xiàn)場各項參數(shù)，并將測量數(shù)據(jù)通過RS485上傳集中監(jiān)測顯示單元，集中監(jiān)測顯示單元將采集的數(shù)據(jù)進行集中整理，將整理后的數(shù)據(jù)上傳至后臺軟件單元進行數(shù)據(jù)分析、管理。  
　
　　本地檢測單元采用避雷器用監(jiān)測器（JCQ6型），A、B、C三相各裝一只，數(shù)據(jù)變換器采集三相避雷器用監(jiān)測器的檢測數(shù)據(jù)， 經(jīng)數(shù)據(jù)變換器處理再通過RS485總線傳送至集中監(jiān)測顯示單元；  
　
　　集中監(jiān)測顯示單元根據(jù)用戶及現(xiàn)場環(huán)境的不同，采用了兩種不同的結構，○1機柜式（BLQ-11）集中監(jiān)測機，采用19寸1.5U機箱，深度為300mm； ○2機柜式（BLQ-12）集中監(jiān)測顯示機，采用19寸3U機箱，深度為300mm。  
　
　　后臺軟件單元主要由硬件平臺和軟件平臺兩個部分組成，硬件平臺包括服務器、顯示器及網(wǎng)絡交換機等；軟件平臺主要是指后臺中心管理軟件，后臺中心管理軟件基于Windows平臺，又分為監(jiān)測分析和數(shù)據(jù)管理兩個部分，其中系統(tǒng)監(jiān)測和分析部分采用面向對象編程技術進行設計，軟件結構簡單、界面友好。  
　
案例：  

　　采用避雷器用監(jiān)測器（JCQ6）進行測量， A、B、C三相各裝1只，數(shù)據(jù)變換器采集三相避雷器用監(jiān)測器（JCQ6）的測量數(shù)據(jù)，集中監(jiān)測顯示單元采用機柜式集中監(jiān)測顯示機（BLQ-12），1只集中監(jiān)測顯示機可采集２0只數(shù)據(jù)變換器的數(shù)據(jù)，集中監(jiān)測顯示機可與后臺管理軟件組網(wǎng)，實現(xiàn)一對一上傳方式，與后臺管理軟件組網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳。 

各組件功能及技術指標：  

（１）避雷器用監(jiān)測器（JCQ6）  
避雷器用監(jiān)測器采用圓形不銹鋼外殼，密封性能好，彩色刻度表面，計數(shù)器面板大，可以將外瓷套表面的污穢電流與避雷器泄漏電流分離出來并對污穢電流進行表征。  
　
工作原理：在正常的運行電壓下，流過避雷器用監(jiān)測器的泄漏電流的變化由監(jiān)測器中電流表檢測，當避雷器用監(jiān)測器流過強大的動作電流時、將從泄漏電流測量回路被轉移到計數(shù)器回路，電流表受到保護，計數(shù)器部分則利用通過的雷電流的能量，來實現(xiàn)記錄動作的次數(shù)。在一次穿入一只電流互感器進行同步檢測實現(xiàn)信號傳輸功能。  
   
◇全電流測量范圍：0～5 mA /有效值，測量誤差±3﹪  
◇記錄放電動作累計次數(shù):0～99次     正確率: 100%  
◇放電動作計數(shù)響應值:  4/8μS ≥50A(峰值)  
◇適用環(huán)境：溫度－25℃～65℃，不結露的zui大相對濕度95％  
◇適用電壓：A：330kV～700kV、B：110kV～220kV、C：35kV以下 

（２）數(shù)據(jù)變換器  

　　數(shù)據(jù)變換器可采集三路避雷器用監(jiān)測器或電流傳感器的模擬信號，再通過A/D轉換、線性補償，將三相數(shù)據(jù)通過485總線進行數(shù)傳。

◇供電電源：DC24V  
◇通信接口：1路RS485  
◇通信協(xié)議：改進型Modbus  
◇適用環(huán)境：溫度－25℃～65℃，不結露的zui大相對濕度95％  
◇外型尺寸：長*寬*高，113*89*55mm 

（３）集中監(jiān)測顯示機  

　　集中監(jiān)測顯示機（見實物圖），為19寸3U標準機箱（BLQ-12），深度為300mm，此機型適用于網(wǎng)絡系統(tǒng)。  
集中監(jiān)測顯示機采用*電子技術，包括通信單元、CPU主控單元、液晶顯示單元、鍵盤操作單元等，能準確無誤地接收來自各路電流變送器、數(shù)據(jù)變換器或數(shù)據(jù)采集器傳送過來的數(shù)據(jù)，進行整理，并對各路電流變送器、數(shù)據(jù)變換器或數(shù)據(jù)采集器進行管理、調配，判斷現(xiàn)場數(shù)據(jù)是否超出設定報警閥值，超出則進行報警輸出動作，液晶顯示現(xiàn)場參數(shù)、報警歷史數(shù)據(jù)、上次報警時間，并可通過鍵盤、液晶聯(lián)合作業(yè)進行時間設置、報警閥值設置等，操作界面簡單、友好，方便工作人員操作，還預留系統(tǒng)檢修通信接口以及與PC機進行遠程通信接口。工作電源為AC/DC220V±20%，報警接點為無源接點：2A/220VAC。  

（４）后臺軟件單元  
后臺管理又分為硬件平臺和軟件平臺。硬件平臺包括網(wǎng)絡通訊設備、服務器、客戶機等。軟件平臺包括采集系統(tǒng)、列表系統(tǒng)、配置系統(tǒng)以及組態(tài)系統(tǒng)。  
　
1硬件平臺簡介  
服務器是整個系統(tǒng)的核心，基本任務是數(shù)據(jù)的維護和數(shù)據(jù)的處理；客戶機負責提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動圖等。  
　
2軟件平臺簡介  
配置系統(tǒng)對整個監(jiān)測管理系統(tǒng)進行選配，選定需監(jiān)測的項目，即子系統(tǒng)的組合；采集系統(tǒng)主要功能在于實時采集集中監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)、包括模擬量、開關量、狀態(tài)量、控制量等；列表系統(tǒng)負責將所有子系統(tǒng)數(shù)據(jù)整理成表格的形式，包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，可與打印機聯(lián)機進行匯編打印；組態(tài)系統(tǒng)包括當?shù)氐貓D、主接線、設備工況、實時檢測數(shù)據(jù)曲線與歷史數(shù)據(jù)曲線等界面，直觀的描述現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)及高壓設備運行狀態(tài)。  

五、注意事項  

1、對系統(tǒng)進行操作前，請仔細閱讀系統(tǒng)操作說明書，并嚴格按照說明書進行操作。  

2、設備安裝后經(jīng)現(xiàn)場調試才可投入使用，一旦投入使用請勿擅自拆卸任一設備，由此造成系統(tǒng)不能正常工作不屬“三包”之列。  

六、完善售前服務方案選擇  

1、用戶提供下列兩組數(shù)據(jù)之一，由公司方案設計工程師為您確定解決方案：  
A、檢測點數(shù)，主機和zui近的檢測點的距離，各檢測點之間的距離；  
B、現(xiàn)場的平面布置圖（標明各檢測點之間的尺寸）