[发明专利]一种避雷器无线监测能源管理系统

说明书

技术领域

本发明属于一种避雷器无线监测能源管理系统，并根据控制策略对原有避雷器监测系统的结构进行了改进。

背景技术

电力系统中，雷击灾害对变电站设备造成的损坏比较严重。避雷器作为一种重要的过电压保护电器，用以泄露雷电过电压和操作引起的内部过电压的一种电气设备。目前国内电力系统主要采用金属氧化物避雷器。

金属氧化物避雷器受到冲击电压的作用，氧化物阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化，使其非线性特性变差。金属氧化物避雷器发生老化、非线性变差主要表现是在系统正常运行电压下阻性电流高次谐波分量显著增大，而阻性电流的基波分量相对增加较小，对阻性电流各次谐波的测量可以较为准确地判别氧化物避雷器性能下降的原因。

传统的变电站避雷器监测系统采用有源供电方式，并通过变电站内光纤/以太网将采集的雷击次数与阻性电流信息传送到变电站监控室。但是，有线通信的弊端是显而易见的，例如传输线铺设复杂、不易检修和维护，长距离传输线易受电磁干扰的影响等等。而无线通信则具有运行可靠、安装灵活，成本低廉等优点，逐渐取代了有线通信。变电站内一次设备安装位置比较分散，尤其是避雷器安装数量大，分布广，这无形中增大了变电站监测设备安装布线的工程难度与工程成本。在新建基站与旧站改建中采用无线通信方式代替过程层与间隔层，间隔层与站控层间的有线通信方式不仅能够降低工程难度与工程成本，还能够降低维护的难度与费用。

现有的采用无线通信方式的变电站避雷器监测系统没有有效的解决系统的供电问题。如果只是单一的采用无线的方式解决系统的通信问题，监测系统的供电电源仍采用有源供电，就无法从根本上解决由于避雷器分布广，安装监测系统时工程难度大，布线复杂、成本高的问题。有人提出采用太阳能等可再生资源供电的方式，但是没有详细的提出变电站中太阳能与蓄电池联合供电的控制策略，变电站中避雷器监测系统的状态信息监测并不需要实时进行，如果变电站中太阳能采集板与蓄电池供电系统持续充/放电而不加以控制，就会降低了蓄电池的使用寿命，降低整个系统的工作年限，缩短维修与更换周期。如果能合理的控制变电站中避雷器监测系统的工作模式，控制供电电源的充/放电的时间与方式，最大限度延长蓄电池的工作寿命，也最大限度的延长了避雷器监测系统的工作年限，延长维护周期，节约成本。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，基于避雷器分布特性与状态监测需求特性，本发明提出一种的功耗低、灵活性高、维护周期长的避雷器无线监测系统控制策略，并根据控制策略对变电站避雷器监测系统的结构进行了改进。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种避雷器无线监测能源管理系统，监测控制台定时、逐级向站控层交换机、智能电子设备和避雷器监测终端发送问询与控制命令，通过控制站控层交换机与智能电子设备的供电电源，控制站控层交换机与智能电子设备的开启、运行与关闭；通过控制避雷器监测终端的供电电源，控制避雷器监测终端的开启、数据采集、数据发送与关闭；监测站控层交换机、智能电子设备和避雷器监测终端的工作状态信息；

监测控制台在系统每个工作周期通过供电电源的中央控制单元监测各供电电源输出电量与剩余电量，控制供电电源的充电方式与充电时间。

所述工作状态信息包括避雷器监测终端的状态信息与避雷器内阻性电流的数据信息，通过监测避雷器监测终端的状态信息获取监测终端是否正常工作，通过监测避雷器内阻性电流的数据信息设定系统的监测周期，评估避雷器的老化程度。

所述通过监测避雷器内阻性电流的数据信息设定系统的监测周期，评估避雷器的老化程度具体为：监测控制台通过唤醒供电电源中中央控制单元的无线模块，向中央控制单元发送控制命令，所述中央控制单元控制蓄电池对站控层交换机、智能电子设备、避雷器监测终端的供电，控制站控层交换机、智能电子设备、避雷器监测终端上的启动、运行、关闭。

所述无线模块采用蓄电池供电，支持唤醒功能，用于监测控制台与供电电源中央控制单元的互通信。

所述供电电源包括为站控层交换机供电的交换机供电电源，为智能电子设备供电的IED供电电源和为避雷器监测终端供电的避雷器监测终端供电电源。

所述中央控制单元监测供电电源的蓄电池电量存储，控制蓄电池的最优充放电，通过供电电源的太阳能电池板对蓄电池充电，切换浮充与均充的充电模式。

所述控制供电电源的充电方式与充电时间具体为：

监测控制台发送控制命令到供电电源中的中央控制单元；

中央控制单元设置蓄电池的输出电压与电流；

中央控制单元监测蓄电池的输出电压与电流；