對避雷器實施在線監測,可有效及時地檢測避雷器內部缺陷,及早發現和排除故障,避免發生避雷器爆炸,保障電力系統安全運行。
為了監測閥片的非線性電阻特性(反應避雷器劣化程度)最好的辦法是監測阻性電流。要獲得精確的阻性電流,需要同步采集避雷器泄漏電流和母線電壓,目前現場普遍應用的方法如圖1所示,但其有以下缺陷:
1) 不能適用電子互感器的應用場合,局限性很大,不能適應智能電網發展的需求。
2) 泄漏電流等信號遠程傳輸采用RS485/RS422通信的傳輸方式較光纖通信的抗干擾性較差,且為私有規約,運維困難。
3) 基于電同步信號的數據采集同步系統可靠性不高。
4) 基于RS485的異步串行通信提供的相量值傳送,限制了很多基于采樣值分析計算的算法應用。
5) 不直接支持智能化變電站要求的DL/T 860標準的信息交互,工程應用中需采用網關機或狀態監測IED進行規約映射,增加成本,降低可靠性。
圖1 現有避雷器監測方法示意圖
本方案的采用,解決了上述問題,提高了避雷器在線監測系統的通信可靠性和同步可靠性,提升了絕緣參數計算的準確性和靈活性。
方案闡述
本文提出的避雷器在線監測方案主要內容包括:① 通過光纖實現數據通信和同步采樣觸發,提升系統抗電磁騷擾水平;② 通過成熟且標準開放的FT3通信格式實現采樣點傳輸,為系統分析提供可靠有效的基礎數據源;③ 通過借助合并單元或具有合并單元功能的監測IED實現監測所需電流數據和電壓數據的聚合,方便地兼容電子式PT和常規PT的工程應用。
表1 避雷器監測方案比較
基于光纖傳輸的避雷器在線監測方案如下:
(1) 由泄漏電流傳感器和集成電壓采集功能的避雷器監測IED配合完成上述功能。集成于避雷器本體的泄漏電流傳感器實現避雷器本體的泄漏電流的采集,并將采樣數據發送給避雷器監測IED;安裝于智能組件柜內的避雷器監測IED實現母線電壓采集,同時接受各泄漏電流傳感器電流采集信息,完成相量計算、數據分析、故障識別、預警功能。
(2) 泄漏電流傳感器的泄漏電流采樣點信息通過光纖上送給避雷器監測IED,信息格式采用FT3。
(3) 避雷器監測IED具有定值設置和數據上送等對外交互功能,通信基于DL/T 860格式,通信方式為百兆或千兆光纖網。
(4) 避雷器監測IED的電壓采集功能即可接受合并單元以FT3的格式送出的母線電壓SV信號,又具備常規PT的接入端口,可兼容常規變電站和智能變電站的應用場合。
(5) 避雷器監測系統中不同IED采樣同步可通過軟件差值算法實現,也可以由集成電壓采集功能的避雷器監測IED輸出光秒脈沖對各泄漏電流傳感器同步。
以上方案通過光纖提升通信可靠性和同步采樣可靠性,進而提升系統可靠性;采樣點傳送代替相量傳送使交互信息更豐富,從而使智能IED可綜合基波、三次諧波等多種故障識別方式,使得多種判據互相補充,解決單一判據不足,提升了系統的故障預警的正確判別率;該方案系統構架簡單,維護方便,具有很高的實用性和經濟性。