光纤数字化变电站避雷器在线监测系统研究

摘要

金属氧化物避雷器（MOA）是电力系统中防御过电压，保护设备绝缘的重要设备。其冲击系数较小，伏秒特性平缓，便于伏秒特性的合理配合。同时其具有优异的非线性伏安特性，绝缘强度的自恢复能力强，不需吸收续流能量，动作负载轻，可承受多次重复雷击或者重复操作过电压。在整个过电压阶段都有电流流过，因此降低了过电压幅值，对于GIS组合电器和气体绝缘变电站的过电压防护便于实施。金属氧化物避雷器对电力系统的安全、稳定和经济运行具有重大的意义。
　　运行中的MOA要承受工频电压作用，可能引起氧化锌阀片劣化，电阻特性发生变化，使流经避雷器的泄漏电流增加。此外，由于密封不严等原因可能导致避雷器内部构件和阀片受潮，也会使运行中的MOA阻性分量电流的急剧增加，最终因过热而损坏。因此，为了及时发现缺陷从根本上解决MOA的安全可靠问题，需要对避雷器进行实时在线监测，实现对MOA进行有效实时的状态监测，进而判断其健康状况，为MOA安全运行提供保证。
　　现阶段，电网所用MOA性能检测主要以停电检测为主，因在状态检修模式及设备较高的可靠性要求下，MOA状态检修逐步由停电试验检测转向带电检测。对比目前变电站内的MOA绝缘监测的原理和阻性电流的测量方法，确定本文采用谐波分析法来计算MOA泄漏电流阻性分量。选择穿心式零磁通微电流传感器采集电流信号，开发避雷器动作计数装置，同时采用一套基于光纤数字化的光纤数据采集系统监测避雷器泄漏电流信号和避雷器动作计数。通过现场的调试运行，系统各部分功能均达到了设计应用要求。

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第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 在线监测系统应用中存在的难点

1.4 本文研究的主要内容

1.5 本章小结

第2章 避雷器泄漏电流测量技术研究

2.1 MOA的电气特性

2.2 避雷器泄漏电流阻性分量提取算法

2.3 本章小结

第3章 泄漏电流测量影响因素分析

3.1 相间干扰对泄漏电流测量的影响

3.2 系统电压对泄漏电流测量的影响

3.3 环境因素对泄漏电流测量的影响

3.4 本章小结

第4章 MOA在线监测系统设计

4.1 电流信号采集

4.2 电压信号采集

4.3 避雷器动作次数计数装置设计

4.4 光纤数字化信号采集系统硬件设计

4.5 IEC61850规约转换

4.6 系统准确度测试

4.7 本章小结

第五章 MOA在线监测系统现场实施

5.1 工程概况

5.2 监测单元安装

5.3 系统调试

5.4 系统运行效果

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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