变电站里有一种设备叫避雷器,它的作用是把雷击或者操作过电压的电流泄放到大地,保护其他电力设备不被击穿。避雷器平时不工作,只有过电压来了才动作,所以它的好坏很难直接看出来,这就需要在线监测系统来实时盯着它的状态。
最常用的避雷器是氧化锌避雷器,它的核心是氧化锌阀片,正常工作时电阻很大,漏电流很小;当过电压来的时候,电阻急剧变小,把大电流泄放掉。避雷器劣化的话,漏电流会变大,所以监测漏电流是判断避雷器状态的主要手段。
避雷器在线监测系统一般由几个部分组成:传感器(采集漏电流和动作次数)、数据采集单元(把模拟信号转成数字信号)、通信单元(把数据传到后台)、监控软件(展示数据和报警)。传感器装在避雷器接地端,通过穿心式电流互感器测漏电流,不需要断开主回路,安装方便。
监测的主要指标有三个:全电流、阻性电流、动作次数。全电流是流过避雷器的总电流,包括阻性和容性分量。阻性电流是真正反映避雷器劣化的指标,因为阀片老化主要表现为阻性电流增大。动作次数记录避雷器泄放过多少次电流,次数多了说明该换了。
阻性电流的测量是个技术难点。因为全电流里容性分量占了大部分,阻性分量只占很小一部分,要准确分离出来不容易。常用的方法有补偿法和谐波法,补偿法是用容性电流补偿掉全电流里的容性分量,谐波法是利用氧化锌的非线性特性从谐波分量里提取阻性电流。
在线监测的意义在于从定期检修转向状态检修。以前避雷器是定期停电做预防性试验,费时费力还影响供电。现在有了在线监测,数据实时上传,发现异常可以提前安排检修,既安全又经济。很多新建变电站已经把避雷器在线监测作为标配了。
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