一種輸電線路過電壓監測系統的製作方法

2023-07-27 06:55:56 1

本實用新型涉及電力系統過電壓監測技術領域，尤其涉及一種輸電線路過電壓監測系統。

背景技術：

在電力系統中，監測輸電線路過電壓情況對於獲取真實的輸電線路過電壓數據、分析過電壓事故、改進電網絕緣配合、改善架空線路的防雷保護措施以及保障電力系統安全運行具有重要意義。

過電壓監測系統一般分為接觸式過電壓監測系統和非接觸式過電壓監測系統。目前電力系統中，常用的過電壓監測系統為接觸式過電壓監測系統。接觸式過電壓監測系統是在變電站內或輸電線路上加裝電容分壓器，通過電容分壓器獲取過電壓信號，經同軸電纜將過電壓信號傳輸到數據採集裝置。

但是，對於超高壓輸電線路和配網輸電線路，一方面，加裝電容分壓器成本高、增加運行維護工作量，另一方面，一旦電容分壓器發生絕緣故障，將增加過電壓監測系統運行風險，造成監測結果不準確等問題。

技術實現要素：

為克服相關技術中存在的問題，本實用新型提供一種輸電線路過電壓監測系統，包括：過電壓監測裝置、後臺數據處理裝置、相互串聯的高壓臂電容和低壓臂電容，其中：

所述高壓臂電容包括若干串聯的陶瓷電容絕緣子，所述高壓臂電容的一端與待測輸電線路電連接、另一端與所述低壓臂電容的一端電連接；

所述低壓臂電容包括一個陶瓷電容絕緣子，所述低壓臂電容的另一端通過塔身接地；

所述過電壓監測裝置設置在所述塔身上，所述過電壓監測裝置的輸入端電連接所述低壓臂電容的兩端；

所述過電壓監測裝置與所述後臺數據處理裝置通信連接。

優選地，所述陶瓷電容絕緣子內部設置高壓陶瓷電容器。

優選地，所述過電壓裝置包括取電互感器和數據採集處理及傳輸裝置，其中，

所述取電互感器原繞組的一端連接所述低壓臂電容的一端、另一端接地，所述取電互感器副繞組的一端與所述數據採集處理及傳輸裝置的輸入端電連接、另一端接地；所述數據採集處理及傳輸裝置的信號輸入端通過信號傳輸線與所述低壓臂電容的一端電連接。

優選地，所述數據採集處理及傳輸裝置包括相互電連接的數據採集處理器和第一無線傳輸裝置，所述數據採集處理器的信號輸入端通過信號傳輸線與所述低壓臂電容的一端連接。

優選地，所述後臺數據處理裝置包括後臺數據處理器、以及與所述第一無線傳輸裝置相匹配的第二無線傳輸裝置。

本實用新型的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：

本實用新型實施例提供的一種輸電線路過電壓監測系統，包括：過電壓監測裝置、後臺數據處理裝置、相互串聯的高壓臂電容和低壓臂電容，其中：所述高壓臂電容包括若干串聯的陶瓷電容絕緣子，所述高壓臂電容的一端與待測輸電線路電連接、另一端與所述低壓臂電容的一端電連接；所述低壓臂電容包括一個陶瓷電容絕緣子，所述低壓臂電容的另一端通過塔身接地；所述過電壓監測裝置設置在所述塔身上，所述過電壓監測裝置的輸入端電連接所述低壓臂電容的兩端；所述過電壓監測裝置與所述後臺數據處理裝置通信連接。利用陶瓷電容絕緣子絕緣強度高、機械性能好、價格便宜等優點，代替現有絕緣子或直接掛在輸電線路上，同時作為分壓系統實時監測待測輸電線路過電壓，完整準確地記錄過電壓數據，從而判斷過電壓種類，能夠為電力系統過電壓抑制動作的快速響應及抑制策略的制定提供科學依據，為電力系統輸電線路過電壓監測提供有效的解決辦法。同時，可用於輸電線路的避雷器狀態監測、故障定位及選線；對指導電力系統設備的故障檢修、故障查找等具有重要意義。

應當理解的是，以上的一般描述和後文的細節描述僅是示例性和解釋性的，並不能限制本實用新型。

附圖說明

此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本實用新型的實施例，並與說明書一起用於解釋本實用新型的原理。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種輸電線路過電壓監測系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的一種輸電線路過電壓監測系統的等效電路結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種輸電線路過電壓監測方法的流程示意圖；

圖1-3中，符號表示：1-過電壓監測裝置，11-取電互感器，12-數據採集處理及傳輸裝置，13-信號傳輸線，2-後臺數據處理裝置，3-陶瓷電容絕緣子，C1-高壓臂電容，C2-低壓臂電容。

具體實施方式

這裡將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式並不代表與本實用新型相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本實用新型的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

本實用新型實施例提供一種輸電線路過電壓監測系統，參見圖1和圖2，包括：過電壓監測裝置1、後臺數據處理裝置2、相互串聯的高壓臂電容C1和低壓臂電容C2。

所述高壓臂電容C1的一端與待測輸電線路電連接、另一端與所述低壓臂電容C2的一端電連接，所述低壓臂電容C2的另一端通過塔身接地。

如圖1所示，所述高壓臂電容C1包括若干串聯的陶瓷電容絕緣子3，所述低壓臂電容C2包括一個陶瓷電容絕緣子3。在本實用新型實施例中，由若干串聯的陶瓷電容絕緣子3構成的所述高壓臂電容C1與由一個陶瓷電容絕緣子3構成的所述低壓臂電容C2構成分壓系統，該分壓系統可與輸電線路、塔身直接連接或者直接代替輸電線路絕緣子。在具體實施過程中，由若干串聯的陶瓷電容絕緣子3構成的所述高壓臂電容C1與由一個陶瓷電容絕緣子3構成的所述低壓臂電容C2構成分壓系統的分壓比為500-3000之間的任意數值，用戶可根據實際情況，取500-3000之間的任意數值。

所述陶瓷電容絕緣子3內部設置高壓陶瓷電容器，高壓陶瓷電容器具有絕緣強度高、體積小、頻率特性好等特點，能利用該特點，將其封裝於絕緣支柱內部或製造成高絕緣強度的各式輸電線路陶瓷電容絕緣子，與輸電線路直接相連，構成分壓系統，實現電力系統過電壓監測和在線取能。在具體實施過程中，所述陶瓷電容絕緣子3包括針式陶瓷電容絕緣子、柱式陶瓷電容絕緣子、懸式陶瓷電容絕緣子、蝴蝶式陶瓷電容絕緣子、瓷橫擔陶瓷電容絕緣子中的一種或多種的組合。

利用陶瓷電容絕緣子構成分壓系統直接與輸電線路相連，分壓系統兼取電及分壓器作用，陶瓷電容絕緣子電容量雖然隨溫度變化會發生微小變化，但對於輸電線路過電壓監測完全滿足要求，可以在輸電線路上大量安裝解決線路過電壓監測的難題，為研究輸電線路過電壓與絕緣配合及過電壓的傳播特性提供真實的數據。

所述過電壓監測裝置1設置在所述塔身上，所述過電壓監測裝置1的輸入端電連接所述低壓臂電容C2的兩端，所述過電壓監測裝置1與所述後臺數據處理裝置2通信連接。所述過電壓監測裝置1用於檢測待測輸電線路的過電壓情況，並將待測輸電線路的過電壓數據發送給所述後臺數據處理裝置2。

在本實用新型實施例中，所述過電壓裝置1包括取電互感器11和數據採集處理及傳輸裝置12。

所述取電互感器11原繞組的一端連接所述低壓臂電容C2的一端、另一端接地，所述取電互感器11副繞組的一端與所述數據採集處理及傳輸裝置12的輸入端電連接、另一端接地。所述取電互感器將分壓系統獲得的高壓交流電轉為低壓直流電，所述低壓直流電用於給所述數據採集處理及傳輸裝置12供電，使所述數據採集處理及傳輸裝置12不需要再配備供電電源。

所述數據採集處理及傳輸裝置12的信號輸入端通過信號傳輸線13與所述低壓臂電容C2的一端電連接。在具體實施過程中，所述信號傳輸線13包括同軸電纜，所述同軸電纜含有內阻R，如圖2所示，防止振蕩影響測試結果的準確性。

在本實用新型實施例中，所述數據採集處理及傳輸裝置12包括相互電連接的數據採集處理器和第一無線傳輸裝置，所述數據採集處理器的信號輸入端通過信號傳輸線13與所述低壓臂電容C2的一端電連接。所述數據採集處理器用於採集數據，所述第一無線傳輸裝置用於將所述數據採集處理器採集的數據發送給後臺數據處理裝置2。

所述後臺數據處理裝置2包括後臺數據處理器、以及與所述第一無線傳輸裝置相匹配的第二無線傳輸裝置。所述第二無線傳輸裝置用於接收所述第一無線傳輸裝置發送的數據，所述後臺數據處理器處理獲取的所述數據。

在具體實施過程中，所述第一無線傳輸裝置和第二無線傳輸裝置包括相互匹配的GPRS傳輸裝置。

本實用新型實施例提供的一種輸電線路過電壓監測系統，包括：過電壓監測裝置、後臺數據處理裝置、相互串聯的高壓臂電容和低壓臂電容，其中：所述高壓臂電容包括若干串聯的陶瓷電容絕緣子，所述高壓臂電容的一端與待測輸電線路電連接、另一端與所述低壓臂電容的一端電連接；所述低壓臂電容包括一個陶瓷電容絕緣子，所述低壓臂電容的另一端通過塔身接地；所述過電壓監測裝置設置在所述塔身上，所述過電壓監測裝置的輸入端電連接所述低壓臂電容的兩端；所述過電壓監測裝置與所述後臺數據處理裝置通信連接。利用陶瓷電容絕緣子絕緣強度高、機械性能好、價格便宜等優點，代替現有絕緣子或直接掛在輸電線路上，同時作為分壓系統實時監測待測輸電線路過電壓，完整準確地記錄過電壓數據，從而判斷過電壓種類，能夠為電力系統過電壓抑制動作的快速響應及抑制策略的制定提供科學依據，為電力系統輸電線路過電壓監測提供有效的解決辦法。同時，可用於輸電線路的避雷器狀態監測、故障定位及選線；對指導電力系統設備的故障檢修、故障查找等具有重要意義。

基於相同的技術構思，本實用新型實施例還提供了一種輸電線路過電壓監測方法，參見圖3，包括：

S001：實時監測待測輸電線路的相電壓。

將過電壓監測裝置連接在所述低壓臂電容C2的兩端，安裝在待測輸電線路鋼塔的塔身上，實施監測待測輸電線路的相電壓。

S002：判斷所述相電壓是否為過電壓。若是，執行步驟S003。

系統正常運行時，過電壓監測裝置檢測到的電壓為系統相電壓，當檢測到相電壓為時或檢測到相電壓含有500Hz～2kHz的高頻信號時，所述相電壓是過電壓。當所述相電壓為過電壓時，執行步驟S003。

S003：記錄100ms的相電壓數據。

啟動數據採集處理器，記錄100ms的相電壓數據。

S004：判斷所述相電壓數據中的電壓幅值是否有變化。若是，執行步驟S005,；若否，返回步驟S003，繼續記錄100ms的相電壓數據。

S005：停止記錄，並將所述數據發送後臺數據處理裝置。

當停止記錄時，將所述數據採集處理器採集的數據通過第一無線傳輸裝置發送給後臺計算機處理系統。本方法能完整準確地記錄過電壓數據，從而判斷過電壓種類，能夠為電力系統過電壓抑制動作的快速響應及抑制策略的制定提供科學依據，為電力系統輸電線路過電壓監測提供有效的解決辦法。同時，可用於輸電線路的避雷器狀態監測、故障定位及選線；對指導電力系統設備的故障檢修、故障查找等具有重要意義。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這裡實用新型的公開後，將容易想到本實用新型的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本實用新型的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本實用新型的一般性原理並包括本實用新型未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本實用新型的真正範圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本實用新型並不局限於上面已經描述並在附圖中示出的精確結構，並且可以在不脫離其範圍進行各種修改和改變。本實用新型的範圍僅由所附的權利要求來限制。