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MOA避雷器在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng) 

一、前言  
　　近年來(lái)，金屬氧化物（MOA）無(wú)間隙避雷器具有*的保護(hù)特性，通流容量大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自身重量輕，維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)，因此在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的運(yùn)用。  
 
　　MOA避雷器性能的好壞直接影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，因MOA避雷器長(zhǎng)期在工頻高電壓的作用下，會(huì)逐漸老化，而靠一年一次預(yù)試來(lái)發(fā)現(xiàn)MOA避雷器的老化是不夠的，即使在預(yù)試中合格的MOA避雷器，在運(yùn)行中可能發(fā)生擊穿損壞，保護(hù)特性下降，則將會(huì)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果，為保障MOA避雷器安全運(yùn)行，必須對(duì)MOA避雷器進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。  
 
　　目前監(jiān)測(cè)MOA避雷器的方法采用避雷器用監(jiān)測(cè)器實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，它的工作原理在正常的運(yùn)行電壓下，通過(guò)避雷器的漏電流的變化由電流表測(cè)得，當(dāng)流過(guò)強(qiáng)大的動(dòng)作電流時(shí)將從漏電流測(cè)量回路中被轉(zhuǎn)到計(jì)數(shù)器回路，計(jì)數(shù)器的動(dòng)作利用通過(guò)動(dòng)作電流的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)記錄動(dòng)作的次數(shù)。裝有避雷器用監(jiān)測(cè)器后，導(dǎo)則規(guī)定每天抄表一次，除記錄漏電流外，還應(yīng)記錄時(shí)間、運(yùn)行電壓、環(huán)境溫度、氣候狀況等參數(shù)，進(jìn)行監(jiān)督和管理。這些方法都必須依靠大量人力來(lái)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(gè)時(shí)效性差的弊端，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就成為事故的苗頭和隱患。  
 
　　zui近幾年來(lái)為了解決遠(yuǎn)傳的問(wèn)題，推出了一種在線監(jiān)測(cè)MOA避雷器遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，其工作原理將避雷器用監(jiān)測(cè)器測(cè)得的全電流（漏電流）變換成光脈沖信號(hào)，由光纖進(jìn)行光傳輸再由光電變換器變換成485總線，實(shí)線遠(yuǎn)傳功能，它的工作過(guò)程是MOA避雷器的全電流對(duì)電容器充電，電容器的二端電壓逐步上升與時(shí)基芯片的比較端進(jìn)行比較當(dāng)電容器二端的電壓大于比較端比較電壓時(shí)，時(shí)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(qū)動(dòng)級(jí)點(diǎn)亮發(fā)光二極管同時(shí)對(duì)電容器放電形成一個(gè)壓頻變換電路，實(shí)現(xiàn)無(wú)源信號(hào)變換光纖傳輸?shù)囊环N理想的電路。這種方法確實(shí)解決了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的問(wèn)題，但在實(shí)用過(guò)程中存在不少問(wèn)題，有的安裝不到半年就無(wú)法正常工作?！?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(cè)試，環(huán)境溫度在5度以下或30度以上時(shí)檢測(cè)電流顯示值及遠(yuǎn)傳信號(hào)很不穩(wěn)定，環(huán)境溫度在零下的時(shí)檢測(cè)電流顯示值及遠(yuǎn)傳就無(wú)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(cè)量結(jié)果與遠(yuǎn)傳信號(hào)的不穩(wěn)定；○2光纖容易受外界因素影響，如：風(fēng)吹動(dòng)造成光纖接頭的光束偏離原位導(dǎo)致系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞；光纖的外皮不能抵抗紫外線長(zhǎng)期在陽(yáng)光中的照射，光纖的的外皮老化局部出現(xiàn)裂點(diǎn)后接收外界光造成傳輸不正常?！?監(jiān)測(cè)器上的光接口漏水比較嚴(yán)重及光電轉(zhuǎn)換器同樣存在密封不良，達(dá)不到防水等級(jí)要求。  
 
　　通過(guò)上面的介紹，對(duì)MOA避雷器的監(jiān)測(cè)必須采用一種“在線、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)傳、智能、可靠”的監(jiān)測(cè)方式，但目前常用的監(jiān)測(cè)方式都不能有效、可靠的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。對(duì)無(wú)人值班變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和變電站運(yùn)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(shù)進(jìn)步，110kV變電站已大量實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，220kV變電站的無(wú)人值班也已進(jìn)入實(shí)施階段。采用技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)讓無(wú)人值班變電站的監(jiān)測(cè)中心的值班人員對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)能有效地進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。  
　
　　BLQ－ZX1型MOA避雷器狀態(tài)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)本系統(tǒng)），是我公司針對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓交流無(wú)間隙MOA避雷器在運(yùn)行電壓下的全電流（漏電流）、放電動(dòng)作的日期、時(shí)間及放電動(dòng)作累計(jì)次數(shù)，電流檢測(cè)采用單匝一次穿芯電流傳感器，實(shí)現(xiàn)全隔離的取樣方式，*微處理器技術(shù)以及*的瞬態(tài)參數(shù)測(cè)試技術(shù)進(jìn)行線性化處理與計(jì)算，將測(cè)量結(jié)果用總線進(jìn)行數(shù)字傳輸：本系統(tǒng)具有*的可靠性和安全性及相對(duì)低廉的價(jià)格，使得本系統(tǒng)可以安裝到每組MOA避雷器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)，無(wú)須運(yùn)行人員每日到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行煩瑣的抄錄MOA避雷器的運(yùn)行狀況，做到準(zhǔn)確及時(shí)掌握運(yùn)行設(shè)備的健康狀況，由監(jiān)測(cè)中心的后臺(tái)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，將多座變電站（所）的集中監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)接收并轉(zhuǎn)送計(jì)算機(jī)串口讀取數(shù)據(jù)，并固定IP后臺(tái)管理系統(tǒng)、通過(guò)B∕S模式網(wǎng)絡(luò)共享，相關(guān)人員可通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的查看分析，并可修改報(bào)警閥值、若某組超出設(shè)定報(bào)警閥值，則自動(dòng)聲光報(bào)警，自動(dòng)彈出該組避雷器的信息，進(jìn)入預(yù)警，使運(yùn)行人員及時(shí)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(diǎn)  

1．本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)根據(jù)電生[2004]338號(hào)《氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)和帶電測(cè)試技術(shù)規(guī)定》進(jìn)行開(kāi)發(fā)。  
2．本系統(tǒng)的電流檢測(cè)應(yīng)用非接觸式測(cè)量，實(shí)現(xiàn)全隔離的取樣方式，有效地保障人身安全和設(shè)備安全。  
3．本系統(tǒng)應(yīng)用全數(shù)字通信技術(shù)，將測(cè)量結(jié)果用總線進(jìn)行數(shù)字傳輸實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)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(cè)器，可同時(shí)運(yùn)行。  
5．本系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)器和電流變送器采用戶外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可適用于室內(nèi)外的應(yīng)用。  
6  本系統(tǒng)為三級(jí)報(bào)警，可由用戶在報(bào)警范圍內(nèi)任選值設(shè)置。  
7．本系統(tǒng)在運(yùn)行中突然失電時(shí)、能保存失電前的各項(xiàng)參數(shù)。  
8．本系統(tǒng)采用*微處理器技術(shù)以及*的瞬態(tài)參數(shù)測(cè)試技術(shù)進(jìn)行線性化處理與計(jì)算。  
9．本系統(tǒng)對(duì)干擾問(wèn)題作了充分的考慮，能滿足在變電站中強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾環(huán)境下正常使用的要求。 

四、系統(tǒng)架構(gòu)  
　　
　　本系統(tǒng)由三個(gè)單元組成：本地檢測(cè)單元、集中監(jiān)測(cè)顯示單元和后臺(tái)軟件單元。 本地檢測(cè)單元實(shí)時(shí)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)參數(shù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS485上傳集中監(jiān)測(cè)顯示單元，集中監(jiān)測(cè)顯示單元將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中整理，將整理后的數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)軟件單元進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、管理。  
　
　　本地檢測(cè)單元采用避雷器用監(jiān)測(cè)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(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)， 經(jīng)數(shù)據(jù)變換器處理再通過(guò)RS485總線傳送至集中監(jiān)測(cè)顯示單元；  
　
　　集中監(jiān)測(cè)顯示單元根據(jù)用戶及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同，采用了兩種不同的結(jié)構(gòu)，○1機(jī)柜式（BLQ-11）集中監(jiān)測(cè)機(jī)，采用19寸1.5U機(jī)箱，深度為300mm； ○2機(jī)柜式（BLQ-12）集中監(jiān)測(cè)顯示機(jī)，采用19寸3U機(jī)箱，深度為300mm。  
　
　　后臺(tái)軟件單元主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩個(gè)部分組成，硬件平臺(tái)包括服務(wù)器、顯示器及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等；軟件平臺(tái)主要是指后臺(tái)中心管理軟件，后臺(tái)中心管理軟件基于Windows平臺(tái)，又分為監(jiān)測(cè)分析和數(shù)據(jù)管理兩個(gè)部分，其中系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和分析部分采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、界面友好。  
　
案例：  

　　采用避雷器用監(jiān)測(cè)器（JCQ6）進(jìn)行測(cè)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(cè)器（JCQ6）的測(cè)量數(shù)據(jù)，集中監(jiān)測(cè)顯示單元采用機(jī)柜式集中監(jiān)測(cè)顯示機(jī)（BLQ-12），1只集中監(jiān)測(cè)顯示機(jī)可采集２0只數(shù)據(jù)變換器的數(shù)據(jù)，集中監(jiān)測(cè)顯示機(jī)可與后臺(tái)管理軟件組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一上傳方式，與后臺(tái)管理軟件組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。 

各組件功能及技術(shù)指標(biāo)：  

（１）避雷器用監(jiān)測(cè)器（JCQ6）  
避雷器用監(jiān)測(cè)器采用圓形不銹鋼外殼，密封性能好，彩色刻度表面，計(jì)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(lái)并對(duì)污穢電流進(jìn)行表征。  
　
工作原理：在正常的運(yùn)行電壓下，流過(guò)避雷器用監(jiān)測(cè)器的泄漏電流的變化由監(jiān)測(cè)器中電流表檢測(cè)，當(dāng)避雷器用監(jiān)測(cè)器流過(guò)強(qiáng)大的動(dòng)作電流時(shí)、將從泄漏電流測(cè)量回路被轉(zhuǎn)移到計(jì)數(shù)器回路，電流表受到保護(hù)，計(jì)數(shù)器部分則利用通過(guò)的雷電流的能量，來(lái)實(shí)現(xiàn)記錄動(dòng)作的次數(shù)。在一次穿入一只電流互感器進(jìn)行同步檢測(cè)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸功能。  
   
◇全電流測(cè)量范圍：0～5 mA /有效值，測(cè)量誤差±3﹪  
◇記錄放電動(dòng)作累計(jì)次數(shù):0～99次     正確率: 100%  
◇放電動(dòng)作計(jì)數(shù)響應(yīng)值:  4/8μS ≥50A(峰值)  
◇適用環(huán)境：溫度－25℃～65℃，不結(jié)露的zui大相對(duì)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(cè)器或電流傳感器的模擬信號(hào)，再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換、線性補(bǔ)償，將三相數(shù)據(jù)通過(guò)485總線進(jìn)行數(shù)傳。

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

（３）集中監(jiān)測(cè)顯示機(jī)  

　　集中監(jiān)測(cè)顯示機(jī)（見(jiàn)實(shí)物圖），為19寸3U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱（BLQ-12），深度為300mm，此機(jī)型適用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。  
集中監(jiān)測(cè)顯示機(jī)采用*電子技術(shù)，包括通信單元、CPU主控單元、液晶顯示單元、鍵盤(pán)操作單元等，能準(zhǔn)確無(wú)誤地接收來(lái)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(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行整理，并對(duì)各路電流變送器、數(shù)據(jù)變換器或數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行管理、調(diào)配，判斷現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)是否超出設(shè)定報(bào)警閥值，超出則進(jìn)行報(bào)警輸出動(dòng)作，液晶顯示現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)、報(bào)警歷史數(shù)據(jù)、上次報(bào)警時(shí)間，并可通過(guò)鍵盤(pán)、液晶聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行時(shí)間設(shè)置、報(bào)警閥值設(shè)置等，操作界面簡(jiǎn)單、友好，方便工作人員操作，還預(yù)留系統(tǒng)檢修通信接口以及與PC機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信接口。工作電源為AC/DC220V±20%，報(bào)警接點(diǎn)為無(wú)源接點(diǎn)：2A/220VAC。  

（４）后臺(tái)軟件單元  
后臺(tái)管理又分為硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)。硬件平臺(tái)包括網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、服務(wù)器、客戶機(jī)等。軟件平臺(tái)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(tái)簡(jiǎn)介  
服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，基本任務(wù)是數(shù)據(jù)的維護(hù)和數(shù)據(jù)的處理；客戶機(jī)負(fù)責(zé)提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動(dòng)圖等。  
　
2軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介  
配置系統(tǒng)對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行選配，選定需監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，即子系統(tǒng)的組合；采集系統(tǒng)主要功能在于實(shí)時(shí)采集集中監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)、包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、狀態(tài)量、控制量等；列表系統(tǒng)負(fù)責(zé)將所有子系統(tǒng)數(shù)據(jù)整理成表格的形式，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，可與打印機(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行匯編打?。唤M態(tài)系統(tǒng)包括當(dāng)?shù)氐貓D、主接線、設(shè)備工況、實(shí)時(shí)檢測(cè)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(chǎng)環(huán)境狀態(tài)及高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。  

五、注意事項(xiàng)  

1、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作前，請(qǐng)仔細(xì)閱讀系統(tǒng)操作說(shuō)明書(shū)，并嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。  

2、設(shè)備安裝后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才可投入使用，一旦投入使用請(qǐng)勿擅自拆卸任一設(shè)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(wù)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(shè)計(jì)工程師為您確定解決方案：  
A、檢測(cè)點(diǎn)數(shù)，主機(jī)和zui近的檢測(cè)點(diǎn)的距離，各檢測(cè)點(diǎn)之間的距離；  
B、現(xiàn)場(chǎng)的平面布置圖（標(biāo)明各檢測(cè)點(diǎn)之間的尺寸）