高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统，它的第一直流电压测量接口柜的直流电压测量结果信号输出端连接第一光纤配线架柜的电信号输入端，第一光纤配线架柜的光信号输出端连接电压测量装置光信号处理器的第一光信号输入端，暂态电流传感器的信号输出端连接示波记录仪的电流采集口，所述示波记录仪的时标和电流采样信号输出端连接上位机的时标和电流采样信号接口，电压测量装置光信号处理器的时标和电压采样信号输出端连接上位机的时标和电压采样信号；暂态电流传感器的传感线圈套在中性母线避雷器的接地引下线上。本实用新型专利技术能有效监测与评估避雷器在动作过程中的能量耐受情况，有效提高了高压直流系统运行的安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】
高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统
本技术涉及避雷器监测
，具体涉及一种高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统。
技术介绍
随着我国电力系统“西电东送、南北互供、全国联网”战略的稳步推进，高压直流输电系统在电网中的应用范围越来越广泛。相比于高压交流输电，高压直流输电具有输送容量大、传输距离远、损耗小等优点，且不存在同步运行的稳定问题。换流站是高压直流输电工程的枢纽并对整个直流输电工程起着关键的作用，但站内的交、直流设备造价昂贵，因此对主设备的过电压保护离不开避雷器。中性母线避雷器是安装于换流站中性母线上的并联避雷器组，当系统线路发生故障或换流器发生局部误触发等不当操作时中性母线上易产生较大过电压且能量巨大，为保护设备不受过电压损伤中性母线避雷器需具备吸收兆焦级能量的能力。尽管中性母线避雷器组在出厂时会进行均流特性试验，但在实际运行过程中随着遭受冲击电流次数的增加及环境温度的影响，各阀片性能会发生不同程度地劣化且其不均匀系数可能超过允许值，从而导致均流特性逐步发生较大差异且其能量耐受能力随之降低。针对中性母线避雷器运行中的检修及试验项目、周期及标准目前各类规程中均缺乏相关要求。同时在已投运直流工程中，对于中性母线避雷器性能的在线评估方法主要是测量避雷器在持续运行电压下的泄漏电流及冲击动作次数，但中性母线避雷器正常运行时承受的电压极低且泄漏电流为微安级，因此无法有效监测与评估避雷器在动作过程中的能量耐受情况。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统，本技术实现了对中性母线避雷器组动作过程中运行性能的在线监测，通过故障录波与计算分析各柱中性母线避雷器的过电压耐受、能量耐受等参数对避雷器做出评估预警，有效降低中性母线避雷器无征兆事故及直流系统因避雷器故障导致的闭锁和强迫停运次数，提高系统运行的安全可靠性。为解决上述技术问题，本技术公开的一种高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统，其特征在于：它包括示波记录仪、电压测量装置光信号处理器、上位机和暂态电流传感器，其中，暂态电流传感器的信号输出端连接示波记录仪的电流采集口，所述示波记录仪的时标和电流采样信号输出端连接上位机的时标和电流采样信号接口，电压测量装置光信号处理器的时标和电压采样信号输出端连接上位机的时标和电压采样信号接口，电压测量装置光信号处理器的第一光信号输入端用于连接第一光纤配线架柜的光信号输出端，第一光纤配线架柜的电信号输入端用于连接第一直流电压测量接口柜的直流电压测量结果信号输出端；所述暂态电流传感器的传感线圈套在中性母线避雷器的接地引下线上。本技术的有益效果：1、本技术具备实时高精度同步采集高压直流系统单回24台中性母线避雷器暂态电流的功能；2、依据采集的各支路避雷器暂态电流、暂态电压，本技术可自动计算分析各柱避雷器的电流分布特性、过电压耐受与能量耐受情况，并依据监测判据完成对中性母线避雷器的性能评估预警；3、本技术中，上位机提取电压实时采集值后可在内存保存10秒钟数据10万点，并根据电压幅值超过设定值等告警限制自动启动录波，保存扰动录波数据。4、本技术依据直流输电系统运行方式选择有效接入分析的避雷器组，对实际运行的避雷器组暂态数据进行自动分析、生成和导出报表波形。5、本技术能对中性母线避雷器的性能做出评估预警，能有效监测与评估避雷器在动作过程中的能量耐受情况，有效提高了高压直流系统运行的安全可靠性。附图说明图1为本技术的系统原理图。其中，1—第一直流电压测量接口柜、1.1—第二直流电压测量接口柜、2—第一光纤配线架柜、2.1—第二光纤配线架柜、3—中性母线避雷器、4—示波记录仪、5—电压测量装置光信号处理器、6—上位机、7—暂态电流传感器。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明：本技术所设计的一种高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统，如图1所示，它包括示波记录仪4、电压测量装置光信号处理器5、上位机6和暂态电流传感器7(配置有电源模块、电源线、信号线、防淋雨、防潮护套等附件)，其中，暂态电流传感器7的信号输出端连接示波记录仪4的电流采集口，所述示波记录仪4的时标和电流采样信号输出端连接上位机6的时标和电流采样信号接口，电压测量装置光信号处理器5的时标和电压采样信号输出端连接上位机6的时标和电压采样信号接口，电压测量装置光信号处理器5的第一光信号输入端用于连接第一光纤配线架柜2的光信号输出端，第一光纤配线架柜2的电信号输入端用于连接第一直流电压测量接口柜1的直流电压测量结果信号输出端；所述暂态电流传感器7的传感线圈套在中性母线避雷器3的接地引下线上。上述技术方案中，示波记录仪4、电压测量装置光信号处理器5及上位机布置于直流继电器室在线监测柜内。上述技术方案中，暂态电流传感器7的信号线通过预埋镀锌钢管经同轴屏蔽电缆沟接到直流继电器室在线监测柜内，其BNC(BayonetNutConnector，卡扣配合型连接器)输出接口与示波记录仪4电压采集模块BNC输入接口直接相连；上述技术方案中，直流继电器室在线监测柜与两路电压信号输出点通过铠装光纤缆线经电缆沟连接，电压测量装置光信号处理器5具备上层协议并通过网口与后台监控分析系统通信，其转换模块将FT3光纤信号转换为IEC61850-9-2以太网信号后上传避雷器暂态电流与电压瞬时值、有效值、平均值、历史录波等实时数据；上述技术方案中，所述第一直流电压测量接口柜1的直流电压测量端用于接入换流站内的极线1直流电压测量装置。上述技术方案中，所述暂态电流传感器7为有源霍尔电流传感器。上述技术方案中，所述暂态电流传感器7有多个，每个暂态电流传感器7的传感线圈分别套在对应的中性母线避雷器3的接地引下线上。上述技术方案中，中性母线避雷器3安装在高压直流电网的直流变流器附近，用于保护保护直流逆变器和整流器。上述技术方案中，所述电压测量装置光信号处理器5的第二光信号输入端用于连接第二光纤配线架柜2.1的光信号输出端，第二光纤配线架柜2.1的电信号输入端用于连接第二直流电压测量接口柜1.1的直流电压测量结果信号输出端。所述第二直流电压测量接口柜1.1的直流电压测量端用于接入换流站内的极线2直流电压测量装置。上述技术方案中，第一直流电压测量接口柜1、第二直流电压测量接口柜1.1、第一光纤配线架柜2、第二光纤配线架柜2.1、中性母线避雷器3、示波记录仪4、电压测量装置光信号处理器5、上位机6和暂态电流传感器7均为现有常规设备，其中，第一直流电压测量接口柜1的型号为AII2-205J，第二直流电压测量接口柜1.1的型号为AII1-209J，第一光纤配线架柜2的型号为AII2-204J，第二光纤配线架柜2.1的型号为AII1-208J，示波记录仪4的型号为横河DL850E，电压测量装置光信号处理器5可完成对合并单元的光纤信号数据(IEC60044-8协议)采集、录波并具有与DL850E同步触发对时的功能，上位机6为普通电脑，暂态电流传感器7为GMW的CPCO-1000-77-BP5传感器。上述技术方案中，所述示波记录仪4用于通过GPS时钟模块及天线记录并保存电流数据的绝对时标信息；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统，其特征在于：它包括示波记录仪(4)、电压测量装置光信号处理器(5)、上位机(6)和暂态电流传感器(7)，其中，暂态电流传感器(7)的信号输出端连接示波记录仪(4)的电流采集口，所述示波记录仪(4)的时标和电流采样信号输出端连接上位机(6)的时标和电流采样信号接口，电压测量装置光信号处理器(5)的时标和电压采样信号输出端连接上位机(6)的时标和电压采样信号接口，电压测量装置光信号处理器(5)的第一光信号输入端用于连接第一光纤配线架柜(2)的光信号输出端，第一光纤配线架柜(2)的电信号输入端用于连接第一直流电压测量接口柜(1)的直流电压测量结果信号输出端；所述暂态电流传感器(7)的传感线圈套在中性母线避雷器(3)的接地引下线上。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统，其特征在于：它包括示波记录仪(4)、电压测量装置光信号处理器(5)、上位机(6)和暂态电流传感器(7)，其中，暂态电流传感器(7)的信号输出端连接示波记录仪(4)的电流采集口，所述示波记录仪(4)的时标和电流采样信号输出端连接上位机(6)的时标和电流采样信号接口，电压测量装置光信号处理器(5)的时标和电压采样信号输出端连接上位机(6)的时标和电压采样信号接口，电压测量装置光信号处理器(5)的第一光信号输入端用于连接第一光纤配线架柜(2)的光信号输出端，第一光纤配线架柜(2)的电信号输入端用于连接第一直流电压测量接口柜(1)的直流电压测量结果信号输出端；所述暂态电流传感器(7)的传感线圈套在中性母线避雷器(3)的接地引下线上。2.根据权利要求1所述的高压直流中性母线避雷器能量耐受在线监测系统，其特征在于：所述第一直流电压测量接口柜(1)的直流电压测量端用于接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王典浪，李国艮，姚翔宇，张杰，蒋龙，杨晓维，皮天满，黄忠康，李东，郭利莎，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：新型
国别省市：云南,53