论文部分内容阅读
10KV氧化锌避雷器已经成为电力系统非常重要的安全保护装置,它的应用范围越来越广泛。然而在电力系统的运行过程中,过电压冲击、避雷器内部受潮等因素都将导致避雷器的损坏,以致失去其安全保护作用。本文设计了一个10KV氧化锌避雷器故障在线监测系统,由避雷器泄漏电流采集器、上位机程序和数据集中器三个部分组成,可以敏捷地对避雷器泄漏电流故障数据进行提取、传输、分析,从而对避雷器故障所在位置进行定位,提升配电网避雷器故障排查的效率。本文给出了现下常用的避雷器泄漏电流检测技术以及各自的技术特点,然后结合多次谐波法给出了10KV氧化锌避雷器故障在线监测平台的整个设计技术方案,由避雷器泄漏电流采集器、上位机程序和数据集中器三个部分组成,研究了监测系统使用的ZigBee无线通信技术,选用了ZigBee网状拓扑结构,同时将电磁式电流互感器作为避雷器泄漏电流采集器的检用互感器,然后设计了避雷器泄漏电流的检测方案。然后,基于避雷器泄漏电流检测方案进行数据采集器的硬件和软件设计,硬件设计主要包括避雷器泄漏电流调理电路、参考电压调理电路、主控芯片工作电路、电源模块电路、ZigBee模块等,最终根据设计的原理图制成采集器PCB板。采集器的软件设计主要实现了通过FFT实时计算避雷器阻性泄漏电流各次幅值的功能、避雷器阻性泄漏电流各次幅值超过阈值主动上传故障数据的功能、采集器和集中器的数据传输协议设计等。另外,根据对数据集中器的需求分析,给出了其硬件和软件设计,包括主控核心电路、触摸显示电路、ZigBee模块电路、SD卡存储模块电路等,并基于原理图制成了集中器PCB板。软件功能方面主要实现了数据通信功能、自动报警功能和人机交互功能,通过集中器可以查询采集器检测到的实时数据、历史故障数据以及采集器配置参数,同时实现了触摸显示屏的人机交互功能和故障数据的存储功能。最后,对金属氧化物避雷器故障在线监测系统进行实验室测试,可分为采集器、集中器和在线监测软件的三部分测试。首先对采集器进行低压电网信号的模拟测量实验,测量采集器检测信号的精度。然后将多个采集器和集中器进行ZigBee组网并对采集器进行实时查询功能测试、历史故障数据查询测试、参数配置查询测试,验证数据的准确性,以及整个采集器集群与集中器完整的数据通讯。同时设计了基于LabVIEW的10KV氧化锌避雷器在线监测软件,包括三个功能子模块,分别为“避雷器轮询监控”、“单只避雷器监控”和“历史故障数据查询”。总而言之,测试表明该在线监测系统可以满足电网传输线多点10KV氧化锌避雷器故障在线监测的需求。