一种金属氧化物避雷器在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种金属氧化物避雷器在线监测装置，包括：主控芯片，采集泄漏电流信号和电压信号的数据采集模块，接收数据采集模块的数据并计算出阻性电流传送到主控芯片的后台算法处理模块，交互连接于主控芯片的人机交互组件；数据采集模块包括：用于测量金属氧化物避雷器两端的电压以及金属氧化物避雷器的泄露电流的电压电流测量模块，接收电压电流测量模块的信号并进行滤波处理的滤波模块，接收滤波模块的信号并进行AD转换的AD转换模块。本实用新型专利技术提供一种金属氧化物避雷器在线监测装置本实用新型专利技术充分考虑电压中的谐波对阻性电流提取的影响，可以很好的减小由于谐波电压对阻性电流提取的干扰，提高在线监测的效率与准确性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气设备测试
，特别是一种金属氧化物避雷器在线监测装置。
技术介绍
金属氧化物避雷器(MOA)具有非线性特性好、通流量大、保护性能优越等优良特性，是电力系统继电保护的主要装置。MOA长期在线工作受到热破坏、暂态、谐态过电压冲击以及内部潮湿等因素的影响，加速金属氧化物避雷器的老化劣化，导致避雷器损坏，最终使避雷器丧失保护作用。因此对运行中的避雷器进行监测是电力系统安全可靠运行的重要保证。国内外许多研究成果指出，MOA老化、内部受潮以及绝缘性能不良时，泄漏电流会增加，其中阻性电流分量增加明显，因此阻性电流是监测避雷器运行状态的重要参量。经典的容性电流补偿法不能去除容性电流中的谐波分量，这样的谐波分量会混入阻性电流中，导致该算法的阻性电流产生误差，从而影响阻性电流的提取精度，容易造成对金属氧化物避雷器状态的误判。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种金属氧化物避雷器在线监测装置及其监测方法，本技术充分考虑电压中的谐波对阻性电流提取的影响，可以很好的减小由于谐波电压对阻性电流提取的干扰，提高在线监测的效率与准确性。为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案：一种金属氧化物避雷器在线监测装置，包括：主控芯片，采集泄漏电流信号和电压信号的数据采集模块，接收数据采集模块的数据并计算出阻性电流传送到主控芯片的后台算法处理模块，交互连接于主控芯片的人机交互组件；数据采集模块包括：用于测量金属氧化物避雷器两端的电压以及金属氧化物避雷器的泄露电流的电压电流测量模块，接收电压电流测量模块的信号并进行滤波处理的滤波模块，接收滤波模块的信号并进行AD转换的AD转换模块。前述的一种金属氧化物避雷器在线监测装置，人机交互组件组成有：连接于主控芯片的GPRS模块，连接于GPRS模块的PC机，连接于PC机的显示模块。前述的一种金属氧化物避雷器在线监测装置，后台算法处理模块包括：电压信号读取模块，用于对电压信号进行90°移相的移相器，接收并检测移相器传递来的电压信号的波形检测器，用于对读取的电压信号进行FFT分析FFT模块，泄漏电流读取模块，连接于电压信号读取模块、泄漏电流读取模块的过零检测器，连接于FFT模块和过零检测器并计算出晶介电容值C和电容补偿系数G的G、C计算模块，连接于波形检测器和G、C计算模块的乘法器，连接于乘法器和泄露电流模块的减法器。本技术的有益之处在于：本技术提供一种金属氧化物避雷器在线监测装置，可以实现对金属氧化物避雷器的在线实时监测，同时本技术的方法考虑了谐波电压对容性电流补偿法的影响，可以很好的减小由于谐波电压对阻性电流提取的干扰，提高了提取的准确性，从而减小由于谐波干扰造成的对金属氧化物避雷器实际情况的误判，装置结构原理简单，方法简单可行，在实际监测中具有很高的实用价值，节约成本，经济高效。附图说明图1为本技术一种实施例的结构示意图；图2为本技术后台算法处理模块一种实施例的示意图；图3为本技术一种实施例的等效模型图；图4为本技术提取阻性电流与实际阻性电流对比效果图；具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。一种金属氧化物避雷器在线监测装置，包括：主控芯片，采集泄漏电流信号和电压信号的数据采集模块，接收数据采集模块的数据并计算出阻性电流传送到主控芯片的后台算法处理模块，交互连接于主控芯片的人机交互组件；数据采集模块包括：用于测量金属氧化物避雷器两端的电压以及金属氧化物避雷器的泄露电流的电压电流测量模块，接收电压电流测量模块的信号并进行滤波处理的滤波模块，接收滤波模块的信号并进行AD转换的AD转换模块。人机交互组件组成有：连接于主控芯片的GPRS模块，连接于GPRS模块的PC机，连接于PC机的显示模块。后台算法处理模块包括：电压信号读取模块，用于对电压信号进行90°移相的移相器，接收并检测移相器传递来的电压信号的波形检测器，用于对读取的电压信号进行FFT分析FFT模块，泄漏电流读取模块，连接于电压信号读取模块、泄漏电流读取模块的过零检测器，连接于FFT模块和过零检测器并计算出晶介电容值C和电容补偿系数G的G、C计算模块，连接于波形检测器和G、C计算模块的乘法器，连接于乘法器和泄露电流模块的减法器。后台算法处理模块的运行步骤是：先通过电压电流读取模块读取主控芯片中的电压以及泄露电流，再通过FFT模块对读取的电压信号进行FFT分析，再通过过零检测器对读取的电压、泄露电流进行过零检测得到的ix(t0)、w、u1、u3，G、C模块用得到的ix(t0)、w、u1、u3计算晶介电容值C、电容补偿系数G；移相器对电压信号进行90°移相，波形检测器检测移相后的电压信号，使用乘法器将移相后的电压与G相乘；使用减法器将泄露电流与移相器所得结果相减，从而得到阻性电流。本技术的方法考虑了谐波电压对容性电流补偿法的影响，可以很好的减小由于谐波电压对阻性电流提取的干扰，提高了提取的准确性，从而减小由于谐波干扰造成的对金属氧化物避雷器实际情况的误判；金属氧化物避雷器在线监测装置的监测方法包括如下步骤：(1)获取金属氧化物避雷器的初始电压u以及初始泄漏电流ix；(2)将初始电压信号进行FFT分析，得到基波电压幅值u1、3次谐波电压幅值u3以及频率w；(3)将初始电压和泄露电流通过过零检测器，找到初始电压为零时刻对应的泄漏电流ix(t0)；(4)将步骤2、3所得到的基波电压幅值u1、3次谐波电压幅值u3、频率w、泄漏电流ix(t0)带入式(1)得到晶介电容值C，(5)将步骤2、4所得到的基波电压幅值u1、3次谐波电压幅值u3、频率w、晶介电容值C带入式(2)得到电容补偿系数G，(6)将初始电压信号通过移相器逆时针移相90°，通过波形检测得到移相后的电压usf；(7)将步骤5、6所得到的电容补偿系数G、电压usf通过乘法器相乘；(8)将步骤1所获取的泄漏电流ix以及步骤7所得到的结果通过减法器相减，得到阻性电流分量iR；(9)将步骤8所得到的阻性电流分量iR上传至主控芯片，通过主控芯片将数据传送至显示模块以及GPRS模块；(10)GPRS模块将步骤9所得到的数据传送至PC机。需要说明的是：金属氧化物避雷器在线监测装置的监测方法中的公式(1)(2)的推导过程为：金属氧化物避雷器在正常工作时，流过避雷器内部的工频电流非常小，避雷器处于小电流区。在小电流区，MOA模型可以简化地等效为如图3所述的由电容与非线性电阻并联的模型。图3中，ix为避雷器泄漏电流，iR为非线性电阻产生的阻性电流，ic为电容产生容性电流，u为避雷器两端的电压。避雷器泄漏电流ix为阻性电流iR与容性电流ic之和。经典的容性电流补偿法原理是将泄漏电流ix中的容性电流分量ic补偿掉，从而的到阻性电流iR，其原理可以用式(3)表示：当容性电流补偿掉时，ix-Gusf即为阻性电流，可得iR＝ix-Gusf(4)设电网中含有3次谐波电压，作用在MOA上的电压可以表示为：u＝u1sin(wt)+u3sin(3wt)(5)u1和u3分别为基波和3次谐波的幅值。容性电流为：阻性电流为：iR＝IR1sinwt+IR3sin3wt(7)IR1和IR3分别为MOA阻性电流的基波电流和3次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氧化物避雷器在线监测装置，其特征在于，包括：主控芯片，采集泄漏电流信号和电压信号的数据采集模块，接收上述数据采集模块的数据并计算出阻性电流传送到上述主控芯片的后台算法处理模块，交互连接于上述主控芯片的人机交互组件；上述数据采集模块包括：用于测量金属氧化物避雷器两端的电压以及金属氧化物避雷器的泄露电流的电压电流测量模块，接收上述电压电流测量模块的信号并进行滤波处理的滤波模块，接收上述滤波模块的信号并进行AD转换的AD转换模块。

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物避雷器在线监测装置，其特征在于，包括：主控芯片，采集泄漏电流信号和电压信号的数据采集模块，接收上述数据采集模块的数据并计算出阻性电流传送到上述主控芯片的后台算法处理模块，交互连接于上述主控芯片的人机交互组件；上述数据采集模块包括：用于测量金属氧化物避雷器两端的电压以及金属氧化物避雷器的泄露电流的电压电流测量模块，接收上述电压电流测量模块的信号并进行滤波处理的滤波模块，接收上述滤波模块的信号并进行AD转换的AD转换模块。2.根据权利要求1所述的一种金属氧化物避雷器在线监测装置，其特征在于，上述人机交互组件组成有：连接于上述主控芯片的GPRS...

【专利技术属性】
技术研发人员：行鸿彦，何贵先，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32