新型氧化物避雷器性能检测方法的研究与实现

提出一种氧化锌避雷器阻性泄漏电流无线检测的新方法.该方法主要利用无线电理论,将采集到的电网电压相位信号转化成脉冲信号,经调制发送到接收装置,接收装置收到电网电压相位信号后进行解调并与全电流相位信号进行实时比较,通过计算得出泄漏阻性电流.该方法简便、安全.     

高压换流站交流侧避雷器在线监测系统的研制

针对高压换流站中的交流侧金属氧化物避雷器(MOA)设计一整套避雷器在线监测装置.装置包含避雷器泄漏电流(全电流)采集装置和PT电压信号采样装置.MOA监测装置向IED传送泄露电流幅值、泄露电流与参考相的夹角.PT采样装置向IED发送PT电压频率、谐波和电压转换成电流后与参考相的夹角.在监测IED内部计算得出泄露电流与母线电压的夹角,进而得出容性电流和阻性电流.最终通过IEC61850规约上送到变电站状态监测后台,实现整站交流避雷器状态的在线监测.在某避雷器有限公司的交流避雷器监测项目中的实际运行经验表明,设计的监测装置能够实现预期目标.     

高压电力线路相位无线检测仪的设计

为了检测高压电力线路不同相间的电压相位差,设计了一种根据法拉第电磁感应定律利用限幅电路实现电力线路电压相位信号采集的新检测仪,该检测仪由两个发送装置和一个接收装置组成,发送装置将采集的电压相位信号通过ASK调制电路调制后发送到接收装置,接收装置将接收到的两路电压相位信号解调后分别送到FP-GA,从而实现高压电力线路不同相间电压的相位差和相序的采集。实践证明,该方法使高压电力线路电压的相位差和相序的检测更为方便、安全。     

基于谐波分析的MOA容性电流补偿新方法

分析了氧化锌避雷器在基波电压作用下,基波电压与阻性泄漏电流3次谐波分量间的关系。通过电场传感器获取线路基波和3次谐波电压信号,用数字信号处理技术分析氧化锌避雷器的全电流,提出了计算氧化锌避雷器阻性泄漏电流的新方法。仿真计算表明该法可较好地补偿氧化锌避雷器容性电流的基波和3次谐波分量。     

谐波电压对氧化锌避雷器阻性电流测量的影响

监测氧化锌避雷器的泄漏电流尤其是阻性泄漏电流,是判断氧化锌避雷器运行状况的一种行之有效的方法。介绍了LCD-4型避雷器带电测试仪的原理和现场接线方式,推导出11次谐波电压对LCD-4型避雷器泄漏电流测量仪阻性电流测量结果的影响。结果表明,谐波电压是从幅值和相位两个方面影响MOA阻性泄漏电流的测量。     

以中相电压过零点为时间基点的氧化锌避雷器阻性电流提取方法

氧化锌避雷器是电力系统限制过电压的重要保护设备,通常采用在线监测阻性泄漏电流的方法对其运行状况进行判断。结合目前各阻性泄漏电流提取方法的优点,以B相电压过零点为时间参考点的泄漏电流谐波分析法为基础,提出了一种新型阻性泄漏电流的提取方法,并给出了该方法的数学模型。通过仿真计算证明,该方法不仅能够有效地消除电网谐波电压与相间耦合电容的干扰,避免因某相避雷器故障、三相避雷器差异以及电网电压波动等因素给监测带来的影响,还可以准确地提取阻性泄漏电流。     

基于谐波分析法对金属氧化物避雷器阻性泄漏电流测量的验证

金属氧化物避雷器是电力系统中一种重要的过电压保护装置，其运行状态通常是通过带电检测其阻性泄漏电流来判断。然而，由于存在很多外界干扰因素，阻性泄漏电流很难被完全从全电流中干净地提取出来，它的大小很难被精确确定，测量结果通常需要反复验证。构建的220 kV金属氧化物避雷器的仿真模型，通过模拟电网电压为零时提取的阻性泄漏电流，采用谐波分析法对其进行分析，证明了该方法能有效减小电力系统谐波电压和相间耦合电容的扰动，准确提取出阻性泄漏电流，很好地佐证了现场测试结果的准确性。     

金属氧化锌避雷器测试方法对比与分析

采取200 kV直流高压发生器与RCD型阻性电流测量仪,通过对金属氧化锌避雷器进行直流泄漏测试与带电测试全电流与阻性电流的实验,得出了金属氧化锌避雷器停电直流泄漏试验是发现避雷器受潮最有效的方法,而带电测试金属氧化锌避雷器全电流与阻性电流只能在单节避雷器中有效,对于220 kV以上两节组装避雷器是无效的。     

基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法

金属氧化物避雷器(metallic oxide arrester, MOA)的阻性电流是衡量避雷器运行状态的关键参数,传统的阻性电流测量方法易受到瞬时高频干扰信号、实际环境因素等影响,致使测量结果产生较大偏差,进而影响MOA的在线监测结果。为此,提出了一种基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法。先对避雷器的电压和全泄漏电流频谱进行相位因子变换,通过多频点插值算法得到MOA的全电流参数和电流、电压相位差参数;再将计算出的全电流和相位差参数与温度、湿度参数进行三维曲面拟合建模,并求解模型得到消除环境因素影响的MOA阻性电流。研究结果表明:多组仿真试验和实测数据均验证了所提方法的准确性和有效性,其中220kV、110kV避雷器的阻性电流波动值分别降低了74%和67%。该方法消除了高频噪声信号、谐波和间谐波等干扰影响,解决了避雷器监测参数一直遭受环境温度、湿度因素干扰的难题,能满足实际工程测量要求,可实现MOA阻性电流的准确监测及异常甄别。     

基于泄漏电流三次谐波分析的高压设备在线测量方法

避雷器在保证高压电网的安全可靠运行方面具有重要作用,目前许多避雷器在线监测和诊断方法都是通过将泄露电流分解为容性和阻性来实现,其中避雷器泄漏电流的阻性分量尤其是阻性分量中的三次谐波分量,与避雷器氧化锌阀片的降解程度直接相关。本文提出了一种能够在干燥和污染情况下对避雷器进行在线监测的方法,针对三种不同类型的绝缘子检测了它们的总泄露电流以及内部、外部泄露电流。这种方法主要是对实测电流信号的幅值、频率、相位角特征进行提取和分析,分析方法则使用Prony 分析以及希尔伯特变换,使用MTLAB软件平台编程。测试结果显示该方法在避雷器在线监测中具有一定可行性。除此以外,本文基于PSCAD对避雷器进行了建模仿真,研究电压谐波对泄漏电流测量的影响。     

Metal oxide surge arrester condition monitoring based on analysis of leakage current components

This paper presents proper indicators for evaluation of the surge arrester condition based on the leakage current analysis. Maximum amplitude of fundamental harmonic of the resistive leakage current (I_mr1), maximum amplitude of third harmonic of the resistive leakage current (I_mr3) and maximum amplitude of fundamental harmonic of the capacitive leakage current have been used as indicators for surge arrester condition monitoring. The effects of operating voltage fluctuation, third order of voltage harmonic, over-voltage and varistor aging have been investigated to show the ability of introduced indicators for accurate diagnostic of arrester’s conditions. In order to have accurate values of stray capacitors, 3D-FEM has been used. Moreover, surge arrester model for calculating leakage current has been performed in ATP–EMTP. In addition, the signal processing has been done using MATLAB software. This study shows that the introduced indicators are proper criteria for surge arrester condition monitoring.     

Maintenance of surge arrester by a portable arrester leakagecurrent detector

An instrument is described that detects leakage current without disconnecting the arrester ground wire. Better means were developed for detecting deterioration of a surge arrester than the existing appearance inspection, insulation resistance measurement, and leakage current measurement. The device measures only the in component of the current, which is proportional to the power loss. The change of the latter is the recognized measure of deterioration     

无线通信式低零值绝缘子手持检测仪

为及时检测出挂网运行绝缘子串中的低零值绝缘子,在总结输电线路瓷质低零值绝缘子检测方法后提出一种以分布电压为主,辅助考虑泄漏电流和脉冲电流的低零值绝缘子检测新方法,并据此研制了一套可在线定量测量≤220kV电压等级的输电线路瓷质绝缘子分布电压、泄漏电流和脉冲电流的低零值绝缘子检测仪。该检测仪采用高精度小型高压分压器和傅氏滤波算法保证所测电压精度;使用低功耗微控制器并结合触发测量机制保证检测仪省电;使用无线通信技术、屏蔽桶屏蔽等抗干扰措施优化检零过程和仪器结构以保证检测仪具有高可靠性和智能性,整个检测仪轻巧、实用。     

氧化锌避雷器阻性电流提取算法探讨

采用带电检测氧化锌避雷器(MOA)的方法,现场采集MOA的电压和总泄漏电流信号,然后由阻性电流提取算法软件计算得到MOA的阻性电流,以此可判断MOA在系统中的运行状况。详细介绍了阻性电流提取算法的实现过程,在算法中采取了多种抑制干扰(如频率波动、谐波影响、电压互感器相移和相间杂散电容等)的措施,最后通过实际测量验证了此算法的可行性和实用性。     

用于特高压的避雷器故障检测方法研究

针对避雷器的事故率逐年上升,为了减少事故和保持系统的稳定运行。文章在光纤电流传感器原理的基础上,提出了一种氧化锌避雷器的故障检测方法,采用光纤电流传感器测量氧化锌避雷器阀的阻性泄漏电流,分析阻性泄漏电流的变化情况。并通过实验对多种故障下该方法的有效性和准确性进行验证。结果表明,该方法可以很明显地观测到泄漏电流的变化情况,有效地检测了氧化锌避雷器的故障。该研究为我国避雷器故障检测方法的发展提供了参考和借鉴。     

New method for measurement of the resistive leakage currents ofmetal-oxide surge arresters in service

Various methods of determining the condition of zinc oxide (ZnO) surge arresters by means of measuring their leakage current are discussed. A method that minimizes the influence of harmonics in the system voltage when performing a harmonic analysis of the arrester leakage current presented. The presence of harmonics in the voltage has presented a great problem to earlier methods based on harmonic analysis, since these harmonics may interfere with the harmonics generated by the nonlinear resistance of the arrester. The favorable effect of the method presented is achieved by introducing a field probe which allows a compensation for the harmonics in the voltage. The main advantage of the new method is the low sensitivity to harmonics in the system voltage     

电力系统中金属氧化物避雷器的监测与诊断

由于避雷器运行中通过泄漏电流，以及外部环境中各种干扰因素的存在，会引起避雷器的劣化，因此有必要对金属氧化物MOV（Metal Oxide Varistor)避雷器进行监测，及时诊断故障，目前国内外各种有关MOV避雷器的离线或在线监测与诊断方法，大多数是基于其泄漏电流的测量而进行研究的，论文讨论了MOV避雷器现有的主要诊断方法：参考电压的变化、U－I特性的判别，功耗测量、三次谐波分析法和MOV温度检测，并对它们的优、缺点进行了详细分析，其中MOV温度能反映避雷器的运行状态，所以检测MOV阀片温度将是一种得到广泛应用的MOV避雷器监测和诊断方法。     

高精度金属氧化物避雷器测试仪标准装置的研制

为了保证电力系统的安全可靠运行,笔者研制了一种基于DSP和CPLD技术的高精度金属氧化物避雷器测试仪标准装置,产生标准的电压和电流信号,模拟金属氧化物避雷器的运行状态,对金属氧化物避雷器测试仪进行检定。该标准装置采用高分辨率全数字移相技术和反馈控制技术,有效地提高了装置输出精度。送中南国家计量测试中心测试,测试结果表明该装置的输出电压电流的精度达到0.1%,电压与电流之间相位的控制精度达到0.04°,满足对金属氧化物避雷器测试仪检定的要求。     

Detection of Damaged Distribution Surge Arresters Using an Impulse Generator

Distribution surge arresters with an internal series gap have been installed on Japanese distribution lines at high density to reduce lightning‐related overvoltages. In contrast, surge arresters are sometimes damaged by direct lightning strokes, particularly in winter. Measurement of the insulation resistance between the terminals of the surge arrester and measurement of the dc discharge voltage of the surge arrester are generally adopted to detect damaged arresters. However, if metal‐oxide (MO) varistors are damaged and the internal series gap is not damaged, it is difficult to detect damaged arresters by the two conventional methods. Therefore, this paper presents a proposed detection method that can accurately detect damaged arresters. In the proposed method, first, the voltage between the terminals of the surge arrester is measured when the output of an impulse generator is applied to the surge arrester. Second, the damaged arrester is detected by comparison between its voltage waveform and the voltage waveform of the nondamaged arrester. The detection rate of damaged arresters by the proposed method is markedly higher than the rates of detection by the two conventional methods.