一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括有：三個檢測泄漏電流的電流互感器，各電流互感器分別與三相母線的三個高壓電流互感器接地側(cè)感應連接，各電流互感器另一端電性連接有信號處理單元；三個檢測母線電壓的電壓互感器，各電壓互感器分別與三相母線的接地線感應連接，各電壓互感器另一端電性連接信號處理單元；信號處理單元包括有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、濾波模塊和處理器模塊；與信號處理單元雙向通信連接的上位機。本實用新型可實現(xiàn)一個泄露電流檢測系統(tǒng)并行檢測各相高壓電流互感器的作用；利用電壓互感器與泄露電流計算高壓電流互感的等效電阻、等效電容，利于分析高壓電流互感器的故障原因。
【專利說明】
一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及電力監(jiān)測領域，具體涉及一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電流互感器是聯(lián)絡電網(wǎng)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的重要電力設備。在變電站中，電流互感器串接在母線、開關(guān)間隔及變壓器進出線上，實現(xiàn)電力系統(tǒng)電能計量及二次系統(tǒng)對一次設備的監(jiān)測與保護功能。電流互感器一旦發(fā)生故障，輕則造成設備本體損壞，變電站一次設備喪失監(jiān)測與保護;重則導致變電站母線對地短路、一次設備出口短路等故障，釀成電力系統(tǒng)事故。因此，選擇結(jié)構(gòu)設計合理、生產(chǎn)工藝控制良好及運行穩(wěn)定的設備，制定切實有效的運行維護手段增強電流互感器運行可靠性，減少設備缺陷或故障發(fā)生幾率，對提高電力系統(tǒng)運行可靠性至關(guān)重要。
[0003]而目前的電流互感器運行可靠性有待進一步提高。近年來，I1kV及以上電壓等級電流互感器缺陷及故障率有上升趨勢，特別是500kV電流互感器故障率較高。在國家電網(wǎng)公司及南方電網(wǎng)公司范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)生多起500kV電流互感器絕緣擊穿故障，直接導致變電站高壓母線對地短路故障。如南方電網(wǎng)某500kV變電站在24s內(nèi)連續(xù)發(fā)生4臺500kV電流互感器一次對地絕緣閃絡故障，所在變電站母線與主變保護跳閘停運，造成該地區(qū)電網(wǎng)與省主網(wǎng)解列，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大影響。
[0004]由文獻《2000?2001年500kV電流互感器事故分析及預防措施》可知，電流互感器發(fā)生爆炸或損壞的原因主要是由于制造工藝缺陷，結(jié)構(gòu)不合理，密封不良及內(nèi)部不潔凈造成爬電引起的。在發(fā)生爬電初期，或者發(fā)生電暈放電時，泄漏電流也會相應發(fā)生變化。因此如果能實時在線監(jiān)測電流互感器的泄漏電流，將提供一個有效的電流互感器運行狀態(tài)評價指標，將可有效提高電流互感器的運維質(zhì)量，而現(xiàn)階段暫時未有針對電流互感器的泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)高壓電流互感器的泄漏電流在線監(jiān)測，并提高高壓電流互感器的運行可靠性。
[0006]為達到上述實用新型的目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括有:
[0008]三個檢測泄漏電流的電流互感器，各電流互感器分別與三相母線的三個高壓電流互感器接地側(cè)感應連接，各電流互感器另一端電性連接有信號處理單元；
[0009]三個檢測母線電壓的電壓互感器，各電壓互感器分別與三相母線的接地線感應連接，各電壓互感器另一端電性連接信號處理單元；
[0010]信號處理單元包括有接收并轉(zhuǎn)換電流互感器電流信號與電壓互感器電壓信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、接收數(shù)字信號并濾除雜波的濾波模塊和進行波形特征量提取的處理器模塊；
[0011]與信號處理單元雙向通信連接的上位機。
[0012]進一步，所述信號處理單元還包括有記錄故障次數(shù)的計數(shù)模塊。
[0013]進一步，所述信號處理單元還包括有用以存儲歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線的數(shù)據(jù)存儲模塊。
[0014]進一步，所述上位機還與在線監(jiān)控系統(tǒng)通信連接。
[0015]進一步，所述上位機與信號處理單元的雙向通信連接采用RS232的串口通訊、或者采用RS485串行通訊、或者采用雙線的PR0FIBUS-DP通訊。
[0016]本實用新型的一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0017]1.實現(xiàn)一個泄露電流檢測系統(tǒng)并行檢測各相高壓電流互感器的作用；
[0018]2.利用電壓互感器與泄露電流計算高壓電流互感的等效電阻、等效電容，利于分析高壓電流互感器的故障原因；
[0019]3.通過將各高壓電流互感器的泄露電流信號傳送到遠處的監(jiān)測系統(tǒng)，利于數(shù)據(jù)收集、處理及預判。
【附圖說明】
[0020]圖1為高壓電流互感器泄露電流組成及原理示意圖。
[0021]圖2為本實用新型的電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體接線圖。
[0022]圖3為本實用新型的電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部實施例。
[0024]現(xiàn)有的研究已經(jīng)歸納總結(jié)了絕緣子整個受潮過程中的典型放電現(xiàn)象，得出絕緣子污染放電的典型現(xiàn)象與泄漏電流脈沖幅值之間有一定的對應關(guān)系。高壓電流互感器爬電，或者電暈放電現(xiàn)象是最直觀泄漏電流特征，這一對應關(guān)系對于運行人員在現(xiàn)場憑借直觀初步判斷絕緣子污染程度有很大的意義，這增大了盡早發(fā)現(xiàn)高壓電流互感器絕緣隱患的可能，為防止高壓電流互感器絕緣故障贏得了寶貴的時間。
[0025]參看圖1高壓電流互感器可以看作電阻和電容并聯(lián)組成，其泄漏電流有電阻性電流也有容性電流。電容可以看作高壓電流互感器內(nèi)部的油紙絕緣、對地電容等組成，電阻則由絕緣表面及其上污染物的阻值組成。
[0026]常規(guī)工作電壓下，高壓電流互感器的泄漏電流等效電流，即流經(jīng)地下的總泄漏電流Ix由阻性電流Ir與容性電流Ic組成。等效電阻R為非線性電阻，因此流過等效電阻R的阻性電流Ir不但有基波分量，而且還含有三次、五次及更高次諧波分量;等效電容C是線性電容，因此流過等效電容C的容性電流Ic和母線電壓Ux波形性質(zhì)一致。
[0027]參看圖2和圖3，其為本實用新型的電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體接線圖和原理圖，圖示的一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括有:
[0028]三個檢測泄漏電流的電流互感器(:1'1、(^2、(^3，各電流互感器(:1'1/(^2/(^3分別與三相母線UA、UB、UC的三個高壓電流互感器CT-A、CT-B、CT-C的接地側(cè)感應連接，各電流互感器CT1/CT2/CT3另一端電性連接有信號處理單元20;將三相高壓電流互感器的泄漏電流合并接入一個泄漏電流檢測裝置，由于高壓電流互感器的阻性電流和容性電流的基波分量因相角相差120度而相互抵消，除三次諧波以外的其他高次諧波較少，故正常運行時，測得的是三相高壓電流互感器對地電流三次諧波的總和，且因為三次諧波電壓很小，正常運行時測得電流也很小，當一相或者多相高壓電流互感器絕緣性能出現(xiàn)下降時，電流出現(xiàn)不平衡，測得的電流會明顯增大;各相高壓電流互感器單獨檢測可有效避免現(xiàn)場的干擾因素，比如因天氣溫度變化引起的泄漏電流增大，因現(xiàn)場干擾導致的泄漏電流增大等，但如果只檢測泄露電流，則無法判斷故障相別；
[0029]三個檢測母線電壓的電壓互感器?11、？了2、？了3，各電壓互感器?1'1^^2^^3分別與三相母線UA、UB、UC的接地線感應連接，各電壓互感器PT1/PT2/PT3另一端電性連接信號處理單元20;由于電阻電流與電容電流的相位相差90度，母線電壓和電阻電流的相位相同，和電容電流的相位相差90度;同時監(jiān)測母線電壓，可準確判斷故障相的高壓電流互感器；
[0030]信號處理單元20包括有接收并轉(zhuǎn)換電流互感器CTl、CT2、CT3電流信號與電壓互感器PT1、PT2、PT3電壓信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊21、接收數(shù)字信號并濾除雜波的濾波模塊22和進行波形特征量提取的處理器模塊23;在測量過程中，圖1的通過電流互感器測量泄漏電流&，在具體實施例中為各相泄露電流分別為1/1、18、1^通過母線電壓互感器?1'1、？12、？13測量母線電壓UA、UB、UC，并且通過信號處理單元20對電流信號、電壓信號信號進行微機化處理，降低干擾，提取特征量，從而獲取各相高壓電流互感器CT1、CT2、CT3的運行狀態(tài)。
[0031]上位機30與信號處理單元20雙向通信連接，上位機30獲取電流互感器的運行狀態(tài)，便于現(xiàn)場運維人員查看、判斷電流互感器CTl、CT2、CT3的運行狀態(tài)。
[0032]進一步，所述信號處理單元20還包括有記錄故障次數(shù)的計數(shù)模塊(未圖示)，當各相泄漏電流IA、IB、IC中至少有一個大于設定值，則計數(shù)模塊計數(shù)一次故障。
[0033]進一步，所述信號處理單元20還包括有用以存儲歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線的數(shù)據(jù)存儲模塊(未圖不)。
[0034]進一步，所述上位機30還與在線監(jiān)控系統(tǒng)(未圖示)通信連接，可將泄漏電流的相關(guān)信息遠傳到在線監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)，利于數(shù)據(jù)收集、處理，預判。
[0035]進一步，所述上位機30與信號處理單元20的雙向通信連接采用RS232的串口通訊、或者采用RS485串行通訊、或者采用雙線的PR0FIBUS-DP通訊。
[0036]上述實施例僅用以說明本實用新型而并非限制本實用新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本實用新型已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，仍然可以對本實用新型進行修改或者等同替換;而一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括有: 三個檢測泄漏電流的電流互感器，各電流互感器分別與三相母線的三個高壓電流互感器接地側(cè)感應連接，各電流互感器另一端電性連接有信號處理單元； 三個檢測母線電壓的電壓互感器，各電壓互感器分別與三相母線的接地線感應連接，各電壓互感器另一端電性連接信號處理單元； 信號處理單元包括有接收并轉(zhuǎn)換電流互感器電流信號與電壓互感器電壓信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、接收數(shù)字信號并濾除雜波的濾波模塊和進行波形特征量提取的處理器模塊； 與信號處理單元雙向通信連接的上位機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理單元還包括有記錄故障次數(shù)的計數(shù)模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理單元還包括有用以存儲歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線的數(shù)據(jù)存儲模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機還與在線監(jiān)控系統(tǒng)通信連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流互感器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機與信號處理單元的雙向通信連接采用RS232的串口通訊、或者采用RS485串行通訊、或者采用雙線的PROFIBUS-DP通訊。
【文檔編號】G08C19/00GK205608076SQ201620192711
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】宋永佳, 溫才權(quán), 李寧, 楊杰, 李先寧
【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司梧州局