一種直流線路直流避雷器帶電檢測系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及直流系統(tǒng)檢修技術領域，具體涉及一種直流線路直流避雷器的在線檢 測系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)進行可靠性檢測的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著中國社會經濟的騰飛和科技的不斷進步，整個社會對電能的需求越來越大， 因此電網(wǎng)規(guī)模不斷的擴大。然而中國能源分布和經濟發(fā)展存在嚴重不對稱的問題，東部和 南部經濟發(fā)達能源少，西部能源豐富但經濟較落后，因此將西部能源有效的輸送到東部和 南部，有助于國家經濟的可持續(xù)發(fā)展。高電壓直流輸電技術因其在遠距離大容量輸送中優(yōu) 勢明顯，在中國的大地上已有多交超特高壓直流輸電系統(tǒng)投入運行。
[0003] 直流線路避雷器是高電壓直流輸電技術中主要的一次電力設備，直流線路避雷器 主要用于限制有線路的雷電過電壓或有操作引起的內部過電壓，是保證電力系統(tǒng)安全運行 的重要保護設備之一，它的正常運行對保證系統(tǒng)的安全供電起著重要的作用。目前普遍使 用的是氧化鋅避雷器MOA，由于MOA在電網(wǎng)運行過程中經常出現(xiàn)內部受潮和閥片老化等缺 陷，MOA的性能會在長期運行中發(fā)生變化，原來MOA的阻抗閥值不能滿足電網(wǎng)安全運行的要 求，從而嚴重影響了電力供給的安全運行。因此開發(fā)一種直流線路避雷器在線檢測系統(tǒng)，能 夠實時控制并確定直流避雷器的阻抗閥值，對直流電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著重要的意 義，對電力供給保障有著重要的技術支持，同時帶來重大的經濟效益。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對上述直流線路避雷器事故特點，提供一種穩(wěn)定性好、可靠 性高的直流線路避雷器在線檢測系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)進行可靠性檢測的方法，用于確定直 流避雷器的運行狀態(tài)。
[0005] 為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術方案：
[0006] 一種直流線路直流避雷器帶電檢測系統(tǒng)，其包括：
[0007] 高壓直流母線，用于產生直流電壓信號；
[0008] 桿塔，所述桿塔與高壓直流母線之間通過直流線路連接；
[0009] 母線電壓互感器，所述母線電壓互感器的一次側與高壓直流母線電性連接，用于 變換所述直流電壓信號，在母線電壓互感器的二次側產生一變換后的直流電壓輸出信號；
[0010] 直流避雷器，安裝于所述桿塔側，所述直流避雷器的一次側與直流線路電性連接， 形成電流信號測量點，所述直流電壓信號通過直流線路流經直流避雷器后，在直流避雷器 的接地側產生一直流電流信號；
[0011] 電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊的輸入端與母線電壓互感器的二次側電性連 接，用于對所述直流電壓輸出信號進行多次采樣，獲取采樣的電壓數(shù)據(jù)序列；
[0012] 電流采樣模塊，所述電流采樣模塊的輸入端與直流避雷器的接地回路電性連接， 用于對所述直流電流信號進行多次采樣，獲取采樣的電流數(shù)據(jù)序列，所述電流數(shù)據(jù)序列和 電壓數(shù)據(jù)序列的數(shù)量相等；
[0013] 直流線路電阻測量模塊，用于通過一外接直流電壓電源測量直流線路電流值，以 獲取直流線路電阻值，所述直流線路電阻值為高壓直流母線和電流信號測量點之間的直流 線路的電阻；
[0014] 處理模塊，用于接收所述電流數(shù)據(jù)序列、電壓數(shù)據(jù)序列以及直流線路電流值并對 三者進行計算，以判定直流避雷器的可靠性。
[0015] 所述電流采樣模塊包括電流傳感器、第一溫度傳感器、第一 AD轉換裝置、第一中 央處理器和第一無線收發(fā)器終端，所述電流傳感器的取樣探頭串接在直流避雷器的接地回 路中，所述電流傳感器的輸出端以及第一溫度傳感器的輸出端均通過第一 AD轉換裝置與 第一中央處理器的輸入端相連，用于將電流傳感器對所述直流電流信號進行多次采樣獲取 的電流數(shù)據(jù)序列以及第一溫度傳感器測量的桿塔側的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)經模數(shù)轉換后傳送至 第一中央處理器，所述第一中央處理器的輸出端與第一無線收發(fā)器終端的輸入端電性連 接，用于將獲取的模數(shù)轉換后的電流數(shù)據(jù)序列和桿塔側的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)通過第一無線收發(fā) 器終端傳送至處理模塊。
[0016] 所述電壓采樣模塊包括電壓傳感器、第二溫度傳感器、第二AD轉換裝置、第二中 央處理器和第二無線收發(fā)器終端，所述電壓傳感器的取樣探頭串接在母線電壓互感器二次 側中，所述電壓傳感器的輸出端和第二溫度傳感器通過第二AD轉換裝置與第二中央處理 器的輸入端相連，用于將電壓傳感器對所述直流電壓輸出信號進行多次采樣獲取的電壓數(shù) 據(jù)序列以及第二溫度傳感器測量的高壓直流母線側的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)經模數(shù)轉換后傳送至 第二中央處理器，所述第二中央處理器的輸出端與第二無線收發(fā)器終端的輸入端電性連 接，用于將獲取的模數(shù)轉換后的電壓數(shù)據(jù)序列和高壓直流母線側的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)通過第二 無線收發(fā)器終端傳送至處理模塊。
[0017] 所述直流線路包括極1線路和極2線路，其中，極1線路和極2線路分別與高壓直 流母線形成的斷合點分別記為A點和B點，所述直流避雷器的一次側與直流線路形成的電 流信號測量點分別位于極1線路和極2線路上的C點和D點。
[0018] 所述直流線路電阻測量模塊包括直流電壓電源、第一電流表、第二電流表、刀閘開 關、接地裝置、第三AD轉換裝置、第三無線收發(fā)器終端；其中，直流電壓電源的兩個輸出端 分別連接至A點和B點，其輸入端通過開關S3接地，所述A點和直流電壓電源之間串接第 一電流表和開關S1，所述B點和直流電壓電源之間串接第二電流表和開關S2 ;所述接地裝 置包括開關S4、開關S5、開關S6,所述開關S4的一端連接至C點，另一端通過開關S6接地， 所述開關S5的兩端分別連接至D點以及開關S4和開關S6之間；所述直流線路和高壓直流 母線之間的斷合處通過刀閘開關連接；所述第一電流表和第二電流表的輸出端均通過第三 AD轉換裝置由第三無線收發(fā)器終端將二者測得的直流線路電流值傳送至處理模塊。
[0019] 所述處理模塊包括：
[0020] 無線收發(fā)器總站，所述無線收發(fā)器總站的輸入端分別與第一無線收發(fā)器終端、第 二無線收發(fā)器終端和第三無線收發(fā)器終端的輸出端無線連接，所述無線收發(fā)器總站的輸出 端與服務器相連，用于建立電流采樣模塊與服務器之間、電壓采樣模塊與服務器之間、以及 直流線路電阻測量模塊與服務器之間的通訊；
[0021] 服務器，用于接收來自無線收發(fā)器總站的電流數(shù)據(jù)序列、電壓數(shù)據(jù)序列以及直流 線路電流值并對三者進行計算，以判定直流避雷器的可靠性。
[0022] 所述無線收發(fā)器總站、第一無線收發(fā)器終端、第二無線收發(fā)器終端和第三無線收 發(fā)器終端均為無線路由器。
[0023] 所述直流線路直流避雷器帶電檢測系統(tǒng)進一步包括一電流互感器，用于獲取母線 電流值。
[0024] 一種直流線路直流避雷器帶電檢測方法，其包括以下步驟：
[0025] 步驟1、通過直流線路電阻測量模塊進行直流線路電流值的測量，并計算直流線路 電阻值，所述直流線路電阻值為高壓直流母線和電流信號測量點之間的直流線路的電阻， 所述電流信號測量點為位于桿塔側的直流避雷器一次側連接在直流線路上的接點；所述直 流線路包括極1線路和極2線路，其中，電壓信號測量點分別位于極1線路和極2線路上的 A點和B點，電流信號測量點分別位于極1線路和極2線路上的C點和D點；所述直流線路 電阻測量模塊包括直流電壓電源、第一電流表、第二電流表、刀閘開關和接地裝置；其中，直 流電壓電源的兩個輸出端分別連接至A點和B點，其輸入端通過開關S3接地，所述A點和 直流電壓電源之間串接第一電流表和開關S1，所述B點和直流電壓電源之間串接第二電流 表和開關S2;所述接地裝置包括開關S4、開關S5、開關S6、所述開關S4的一端連接至C點， 另一端通過開關S6接地，所述開關S5的兩端分別連接至D點以及開關S4和開關S6之間； 所述電壓信號測量點和高壓直流母線之間通過刀閘開關連接；
[0026] 所述步驟1包括以下步驟：
[0027] 步驟11、閉合開關S1、S2、S4和S5,斷開開關S3和S6,此時，極1線路和極2線路 電阻串聯(lián)，第一電流表和第二電流表的讀數(shù)相同，均為1 1;
[0028] 步驟12、閉合開關S1、S3、S4和S6,斷開開關S2和S5,此時，極1線路和大地電阻 串聯(lián)，第一電流表的讀數(shù)即流經極1線路的電流值，記為1 2，第二電流表無讀數(shù)；
[0029] 步驟13、閉合開關S2、S3、S5和S6,斷開開關S1和S4,此時，極2線路和大地電阻 串聯(lián)，第一電流表無讀數(shù)，第二電流表的讀數(shù)即流經極2線路的電流值，記為1 3;
[0030] 步驟14、計算直流線路電阻值R1:
[0031]
【主權項】
1. 一種直流線路直流避雷器帶電檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括： 高壓直流母線（1)，用于產生直流電壓信號； 桿塔（2)，所述桿塔（2)與高壓直流母線（1)之間通過直流線路（71)連接； 母線電壓互感器（3)，所述母線電壓互感器（3)的一次側與高壓直流母線（1)電性連 接，用于變換所述直流電壓信號，在母線電壓互感器（3)的二次側產生一變換后的直流電 壓輸出信號； 直流避雷器（4)，安裝于所述桿塔（2)側，所述直流避雷器（4)的一次側與直流線路 (71)電性連接，形成電流信號測量點，所述直流電壓信號通過直流線路（71)流經直流避雷 器（4)后，在直流避雷器（4)的接地側產生一直流電流信號； 電壓采樣模塊（5)，所述電壓采樣模塊（5)的輸入端與母線電壓互感器（3)的二次側電 性連接，用于對所述直流電壓輸出信號進行多次采樣，獲取采樣的電壓數(shù)據(jù)序列； 電流采樣模塊（6)，所述電流采樣模塊（6)的輸入端與直流避雷器（4)的接地回路電性 連接，用于對所述直流電流信號進行多次采樣，獲取采樣的電流數(shù)據(jù)序列，所述電流數(shù)據(jù)序 列和電壓數(shù)據(jù)序列的數(shù)量相等； 直流線路電阻測量模塊（7)，用于通過一外接直流電壓電源測量直流線路電流值，以獲 取直流線路電阻值，所述直流線路電阻值為高壓直流母線（1)和電流信號測量點之間的直 流線路（71)的電阻； 處理模塊，用于接收所述