大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀開發(fā)

1、第30卷第1期2010年1月電力自動化設(shè)備Electric Power Automation EquipmentVol30No1Jan. 2010大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀開發(fā)劉凡1，曾宏1，胡燦1，許安1，劉敬民1，吳國峰2，王獻偉2（1. 四川電力試驗研究院，四川成都610072；2. 保定恒信達電氣有限公司，河北保定071051）摘要：為實現(xiàn)維護運行中的大電流氧化鋅避雷器（MOA ）阻性電流的現(xiàn)場試驗，設(shè)計了一種在不停電情況下的大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀。開發(fā)了020mA 的電流變送器和電壓傳感器，論述了阻性電流的測量方法及測試技術(shù)（三相同時測量防干擾技術(shù)、DSP 技術(shù)、FF

2、T 算法等）。所設(shè)計的電流變送器和電壓傳感器將現(xiàn)場電流、電壓信號經(jīng)過簡單放大濾波，由A D 轉(zhuǎn)換后送入微處理器，然后由軟件程序進行控制并計算后送液晶顯示和打印機打印。對專門定制的特殊避雷器進行的實驗室試驗和現(xiàn)場試驗結(jié)果證明，所設(shè)計的儀器測試數(shù)據(jù)準確、運行可靠。關(guān)鍵詞：氧化鋅避雷器；阻性電流；三相同時測量；相間干擾抑制；DSP ；FFT 中圖分類號：TU 895文獻標識碼：B 文章編號：10066047（2010）01011005阻性電流3次諧波法是將阻性電流經(jīng)帶通濾波器檢出3次分量，根據(jù)它與阻性電流峰值的函數(shù)關(guān)系，得出阻性電流峰值。但是，當母線中含有3次諧波分量時，該測試方法無法消除3次諧波成

3、分對測量結(jié)果的影響，測量誤差較大10。補償法是以與母線電壓成2相位差的電流分量來去掉容性電流，從而獲取阻性電流。該方法的缺點是很難克服相間干擾引起的測量誤差。一般情況下，A 相偏大，C 相偏小，B 相能正常反映11-12?；ǚㄊ遣捎脭?shù)字諧波分析法從總泄漏電流中分離出阻性電流的基波分量，以此來判斷避雷器的工作狀況。另外，還有紅外熱成像測溫法。該方法為非電氣測量方法，消除了現(xiàn)場的電氣干擾。分別測量三相MOA 的溫度即可，找出溫度最高者（溫升超過1），可判斷為受潮，之后進行停電測量13。0引言避雷器是輸變電設(shè)備的保護屏障，如何確保避雷器設(shè)備準確迅速動作從而保障輸變電設(shè)備的安全，已經(jīng)成為科技研究必須

4、面對的新課題1-3。由電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程可知，氧化鋅避雷器（MOA ）預(yù)防性試驗包括停電條件下直流泄漏電流試驗和運行電壓下帶電測試。同時，國家電網(wǎng)公司積極推行的狀態(tài)檢修策略，在狀態(tài)檢修例行試驗規(guī)程中也對以上試驗項目進行了明確規(guī)定。為了保護高電壓大容量設(shè)備氧化鋅避雷器在制造中采用多柱并列結(jié)構(gòu)，其阻性電流成倍增加4-5。將于2009年啟動調(diào)試的向家壩上海以及錦屏蘇南2條±800kV 特高壓直流輸電工程中都會出現(xiàn)類似的特殊避雷器設(shè)備6-7。本文針對目前已經(jīng)出現(xiàn)的大電流氧化鋅避雷器，深入研究大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的系統(tǒng)構(gòu)成方案，制定需要實現(xiàn)的具體技術(shù)條件；深入研究基于DSP 和

5、FFT 算法的采樣技術(shù)，研制特殊電流傳感器和電壓互感器，實現(xiàn)020mA 測量范圍內(nèi)的線性特性；深入研究三相同時測量技術(shù)，克服相間干擾，保證測試精度與準確性。并通過定制大通流容量的氧化鋅避雷器進行實驗室試驗，并結(jié)合現(xiàn)場運行電壓下避雷器帶電測量，與常規(guī)阻型電流測試設(shè)備進行試驗結(jié)果的對比分析，用以驗證本測試儀器的實用性和準確性。2測試技術(shù)研究1阻性電流測量方法當避雷器內(nèi)部絕緣狀況不良及電阻片特性發(fā)生變化時，測量運行電壓下的泄漏電流及其阻性分量是判斷避雷器運行狀態(tài)好壞的重要手段8-9。收稿日期：20090621；修回日期：20091010本文設(shè)計一種可以在不停電的情況下對電力用氧化鋅避雷器進行工頻參數(shù)

6、測試的實驗儀器，從而及時發(fā)現(xiàn)其是否存在安全隱患，以保證其安全運行。儀器的組成如圖1所示。電壓傳感器和電流變送器將現(xiàn)場的2路信號送至信號處理單元，簡單放大濾波后由A D 轉(zhuǎn)換器送入微處理器，完全由軟件程序進行控制并計算，最后由液晶顯示器和微型打印機輸出。采用的關(guān)鍵技術(shù)有4點。a. 電流、電壓的測量，電流范圍最高可以達到20mA 。b. 能同時測量三相氧化鋅避雷器阻性電流。c. 高速數(shù)字采樣系統(tǒng)，采用傅里葉變換技術(shù)進行諧波分析，軟件濾波，軟件抗干擾。d. 有效克服相間容性電流干擾 。第1期劉凡 ，等：大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀開發(fā)電壓濾波放大電壓顯示信號A D 傳感器轉(zhuǎn)換輸出微處理器電流濾波

7、放大電流信號A D 打印變送器轉(zhuǎn)換輸出圖1大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀原理框圖Fig.1Schematic diagram of tester2.120mA 大量程測量技術(shù)的研究測量范圍為020mA ，滿足不同國家生產(chǎn)的不同種類型試品的測試要求。關(guān)鍵技術(shù)是交流電流變送裝置的設(shè)計，基于電流測量的需要，該電流變送裝置（或稱電流傳感器）必須具備以下4個特點。a 交流阻抗足夠小。以便在采樣過程中，避雷器上流過的電流全部（或是絕大部分）從傳感器上通過。假設(shè)放電計數(shù)器的內(nèi)阻為1k ，而傳感器的交流阻抗設(shè)計為5，則傳感器上流過的電流為避雷器上流過的總電流的5（1000+5）0.5%，因此傳感器的內(nèi)阻越小

8、，則測量誤差越小。低阻抗的設(shè)計要求電流傳感器的初級線圈具有足夠少的匝數(shù)。b 零磁通。電流互感器的誤差是由提供磁通的交變勵磁電流產(chǎn)生，若把它降為零，互感器就沒有誤差。互感器要有電流輸出，即使外部短路（0負載），由于線圈有內(nèi)阻，勢必有電壓降。這個電壓降需要交變的磁通產(chǎn)生的電動勢提供。有電流又要零磁通解決的方法有幾種，其中一種方法就是利用另一個疊加在主互感器上的輔助互感器來提供反電動勢，去補償IR 產(chǎn)生的壓降，這樣就不需要主互感器的磁通來提供電動勢了，從而實現(xiàn)零磁通目的。另一種方法就是利用外部電路來提供。本儀器采用第1種方法實現(xiàn)，相對比較準確。理論零磁通電流互感器是沒有誤差的，但是由于不可能真正做到

9、零磁通，以及分布電容漏感等原因，零磁通電流互感器還是有誤差的，但比一般的互感器的精度已提高了至少一個數(shù)量級。c. 電流傳感器上輸入電流，與輸出電壓的相位差越小越好，因為儀器要測量阻性電流I rp ，而阻性電流I r =I x cos ，其中為避雷器上所施加的電壓和流過避雷器電流的相位角差，所以，相位角差的準確測量和電流傳感器輸入、輸出相位差具有直接聯(lián)系，本儀器利用可變電容補償相位角差。d. 電流的輸入在020mA 的范圍內(nèi)需要符合測量精度要求的線性度，但是由于儀器既要滿足A 級測量精度，又要滿足20mA 測量精度，其跨度為1000倍，電流傳感器本身的線性度不能滿足測量的精度要求，所以儀器采用2

10、種方法來解決線性問題。方法1儀器在變送器的前級做了自動處理，當信號為220mA 時，變送器上繞1匝初級線圈，當信號為02mA 時，變送器上繞10匝初級線圈，如此處理，使得02mA 小電流情況下的后級處理方法和220mA 大電流的處理方法基本相同，減少了傳感器輸入范圍的直接跨度。方法2利用拉格朗日插值法來擬合電流傳感器的輸入、輸出的非線性函數(shù)，首先在該函數(shù)的0，20的區(qū)間內(nèi)選取8個點進行插值，通過實驗和測量得到的8個數(shù)據(jù)點的離散值，生成輸入、輸出函數(shù)表如表1所示。表1函數(shù)表Tab.1Function table輸入電流x 0x 1x 2x 3x 4x 5x 6x 7輸出電壓y 0y 1y 2y

11、3y 4y 5y 6y 7根據(jù)以上表格數(shù)據(jù)構(gòu)造一個性能良好的簡單函數(shù)L n （x ）來描述該傳感器的輸入、輸出插值函數(shù)，為模擬出傳感器的真實的輸入、輸出關(guān)系，選擇7次插值多項式，則有7L 7（x ）=鄱k 0y ·k l 7，k （x ）（1）其中，y k （k =0，1，2，3，4，5，6，7）為實測電壓值。l 7，k （x ）=（x -x 0）（x-x k -1）（x-x k +1）（x-x 7）（=k 0）（k k -1）（k k +1）（k 7）-x j j 7x j 0kx （2）k -x j將公式（2）代入式（1）中可以得到7次拉格朗日插值多項式，表示成式（3），即為電流

12、傳感器的輸入、輸出關(guān)系函數(shù)。y =a 7x 7+a 6x 6+a 5x 5+a 4x 4+a 3x 3+a 2x 2+a 1x 1+a 0（3）通過以上方法，使得電流傳感器完全滿足儀器的測量精度要求。電壓傳感器采用隔離方式和儀器內(nèi)部電路完全電磁隔離以保護信號采樣端電壓互感器不受儀器影響，同時該信號端的交流輸入阻抗很高，本儀器設(shè)計為大于等于120k ，對電壓互感器分流作用很小，不會影響其正常工作。電壓傳感器試驗接線圖如圖2所示（圖中，F(xiàn)U 為0.2A 保險絲，可以在測試線路短路時對TV 起保護作用；隔離型電壓傳感器可以避免由于誤操作或儀器故障造成TV 短路）。電壓傳感器FU接TV 二次側(cè)電壓圖2

13、電壓傳感器試驗接線圖Fig.2Connection diagram of voltage sensor test電流、電壓變送器具體工作原理及方式（見圖3）：傳感器T 1為電壓通道，TV 二次側(cè)的電壓信號直接輸入給T 1，具體繞法為，T 1繞10匝，同時串入120k 1W 電阻，將其輸入阻抗提高到最少120k ，T 1將信號變?yōu)锳C 5V 信號輸入給AD7502，再經(jīng)AD620放大處理后由6腳輸出給AD 轉(zhuǎn)換器。T 2為電流通道，具體繞法為，1匝和10匝，1匝處理220mA 電流信號，10匝處理02mA 電流信號，所以其電流通道的輸入阻抗很低，僅為導線的電阻，匝數(shù)選擇由程電力自動化設(shè)備 第30

14、卷序控制，自動切換，電流信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)化為AC 01.6V ，同樣經(jīng)過AD7502、AD620等器件，輸出給AD 轉(zhuǎn)換器，AD7502為高速模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，由于高速模擬開關(guān)的應(yīng)用，使電壓和電流共用一個通道，從而能夠極大地保證電壓通道和電流通道的一致性，避免由硬件不一致帶來的誤差。圖3變送器芯片內(nèi)核Fig.3Kernel of transducer slug2.2三相同時測量技術(shù)理論進行三相同時測量，此項功能利用了電力系統(tǒng)本身ABC 三相電壓之間固定相位關(guān)系，利用數(shù)字移相的方法測量三相試驗數(shù)據(jù)。具體而言就是：測量A 相時，將B 相電壓移相120°；測量B 相時不做處理；測量C 相時，將B

15、 相電壓移相-120°。所以一根電壓線接到B 相電壓互感器，就能同時測到三相數(shù)據(jù)。測量A 相時，由于沒有直接采集A 相電壓互感器電壓，而是以B 相電壓互感器電壓處理后代替，理論上A 相電壓互感器電壓信號比B 相電壓互感器相電壓超前120°，而B 相電壓要想當作A 相電壓使用，必須做如下2點處理。a. 將B 相電壓互感器的電壓信號進行數(shù)字采樣（DSP ），每周期采樣192個點，得到序列：f B （n ）=x 0，x 1，x 191n =192b. 向前移相120°，也就是將序列f B （n ）向前移動192×120360=64個數(shù)據(jù)點，構(gòu)造出測量A 相時需

16、要的電壓采樣序列：f A （n ）=x 64，x 65，x 191，x 0，x 1，x 63同樣，可以構(gòu)造出測量C 相時需要的電壓采樣序列：f C （n ）=x 128，x 129，x 191，x 0，x 1，x 127在測量A 相或C 相時，以f A （192）或f C （192）來代替A 相或C 相的電壓互感器的電壓信號進行測量，就能得到準確的數(shù)據(jù)。接線圖如圖4所示。該方式實現(xiàn)了在不停電方式下，一次接線快速進行三相氧化鋅避雷器參數(shù)的測試，極大簡化了現(xiàn)場操作步驟，節(jié)約了時間。2.3相間干擾抑制方法三相同時測量，既減少了接線次數(shù)，同時為方便地克服相間干擾提供了有效的測量基礎(chǔ)，下面就相高壓母線A

17、 相B 相C 相二次TV避雷器計數(shù)器電壓信號電流信號測試儀器圖4三相同時測量接線圖Fig.4Connection diagram of triphasesimultaneous measuring間干擾的形成，以及如何有效地克服相間容性電流干擾進行探討。目前，國內(nèi)外的很多儀器采用以下方法進行抗干擾測量，就是直接加入相間干擾角進行補償，如測量A 相時，增加2°5°的補償干擾角，測量C 相時增加（2°5°）的補償干擾角。此方法為定量補償干擾角，數(shù)據(jù)并不準確。還有一些儀器在測量相間干擾角時，需要改變電流測試線的連接位置，增加了現(xiàn)場的勞動強度和復(fù)雜性。這里，針對

18、相間干擾的具體情況，設(shè)計了一種新的抗干擾方法，如圖5所示，以A 相為例，在不受到干擾的情況下，A 相理論全電流在B 相干擾的作用下，A 相實測全電流發(fā)生偏移，從圖5可以看出，在干擾的作用下，A 相電壓、電流相位角變小，A 相阻性電流偏大。A 相電壓B 相容性電流干擾角 A 相實測全電流B 相理論全電流A A 相容性電流干擾C 相電壓B 相電壓C 相容性電流圖5克服相間干擾示意圖Fig.5Sketch diagram of interphaseinterference prevention因此，要想克服干擾，就應(yīng)當知道在干擾的作用下，相位角到底偏離實際值多少（即干擾角），儀器抗干擾時需要測量B

19、相理論全電流和A 相電壓的相位角，再測出A 相電壓和A 相實測電流的相位角，干擾角=120（+），測出了干擾角，就能有效地濾除干擾。C 相的分析方法以此類推。B 相由于同時受A 相和C 相的干擾，大小基本相等，方向相反，故理論上認為B 相干擾為零。以上工作，通過程序?qū)懭?，完全由儀器自動完成，不需人為干預(yù)，既節(jié)省了測量時間，又保證了補償法抗干擾的實時性，使得測量數(shù)據(jù)準確、可信。在分析中多次提到求2個相量的相位角，采用第1期劉凡，等：大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀開發(fā)如下方法實現(xiàn)2個相量的相位角差計算。應(yīng)用傅里葉變換可以得到一個相量的實部a 1和虛部b 1，另一個相量的實部c 1和虛部d 1，根

20、據(jù)三角函數(shù)可知：1-2=arctan b 1a 1-d 1c 14）1111（本儀器應(yīng)用的采樣方法是數(shù)字信號處理（DSP ）技術(shù)和傅里葉變換算法（FFT ），采樣率為在一個信號波形上1s 采樣9600個點，每周期192點，根據(jù)實際波形（如圖6所示，其中實線為電流波形，虛線為電壓波形）所采到的數(shù)據(jù)算出全電流I x ，系統(tǒng)電壓U x 。TI x =姨乙i 2Td t （5）TU x=2（6）以上公式雖然具有非常簡單的數(shù)學結(jié)構(gòu)姨1T乙u d t，但是在計算機上并不適用，繼續(xù)進行離散化計算。圖6所示的波形為理想狀態(tài)下標準正弦波形，實際上實測的波形都含有不同程度的諧波分量，任何一個周期函數(shù)都是由周期性的

21、基波和2、3、4、k 次諧波疊加而成，可通過數(shù)值計算分離基波分量和各次諧波分量。u ，iOiut圖6電壓、電流波形Fig.6Waveforms of voltage and current3試驗驗證3.1實驗室試驗為驗證所研制的測試儀器測量阻性電流能力是否滿足設(shè)計要求，專門定制了多只特殊氧化鋅避雷器（工頻參考電壓（4mA 下）kV （Peak 姨）51kV ），在實驗室采用研制的大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀進行測試。試驗數(shù)據(jù)見表2（表中，U x 為電壓值，I x 為全電流，I rp 為阻性電流，I 1rp 為基波，I 3rp 、I 5rp 、I 7rp 分別為3、5、7次諧波阻性電流，I

22、c 為容性電流，為干擾角；表3、4同）。通過單只和不同數(shù)量的氧化鋅避雷器并聯(lián)可以得到222mA 的阻性電流I rp （mA ），采用大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀進行測試，試驗表明該測試儀的阻性電流測量范圍完全能夠覆蓋022mA 。3.2現(xiàn)場測試基于所研究的三相同時測量技術(shù)的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的開發(fā)研制目的，是用于運行電壓下帶電測試檢驗其性能，因此開展現(xiàn)場試驗最具有實際意義。在眉山電力公司220kV 愛國變電站母線段就母線保護用氧化鋅避雷器進行帶電對比測試試驗。如表3和表4所示，通過對測試數(shù)據(jù)分析，表明2種測試儀采用有參考電壓和無參考電壓2種方式對眉山220kV 愛國變電站母線段氧化

23、鋅避雷器進行帶電測量其結(jié)果基本吻合，數(shù)據(jù)符合規(guī)律。表2大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀對模擬試品試驗數(shù)據(jù)Tab.2Test data of arresters by tester編號項目試驗數(shù)據(jù)U x kV 40.80051.31055.500I x mA 10.91014.22016.590025I rp mA 2.2486.12913.520026I 1rp mA 1.7603.8307.879027I 3rp mA 0.2191.7694.421028029I 5rp mA 0.1910.4391.200030I 7rp mA 0.0780.0910.020I c mA 15.15019

24、.46021.280（°）83.40078.90069.700P W 26.70073.500167.300U x kV 56.6057.25I x mA 17.5318.52025026I rp mA 17.2520.88027I 1rp mA 9.57011.35028I 3rp mA 5.9157.140029I 5rp mA 1.5452.086030I 7rp mA 0.2250.303I c mA 21.6921.94（°）66.262.6表3有參考電壓測試試驗對比數(shù)據(jù)Tab.3Comparison of test data with reference vol

25、tage基于三相同時測量的HC800M O A 阻性項目M O A 阻性電流測試儀電流測試儀（單相測量）A B C A B C U x kV 131.8132.7133.3131.3131.7132.8I x mA 0.5720.5670.6280.5720.5690.624I rp mA 0.0740.1240.1030.0750.1180.098I 1rp mA 0.0700.1130.0940.0690.1150.096I 3rp mA 0.0020.0080.0070.0040.0010.002I 5rp mA 0.0010.0020.0010.0010.0010.001I 7rp m

26、A 0.0010.0010.0010.0010.0020.001I cp mA 0.8040.7920.8810.8040.7950.882（°）85.081.983.985.181.883.8P W6.510.68.96.410.78.5表4無參考電壓測試試驗對比數(shù)據(jù)Tab.4Comparison of test data without reference voltage基于三相同時測量的HC800M O A 阻性電流項目M O A 阻性電流測試儀測試儀（單相測量）A B C A B C U x kV 17.428.016.811.213.012.3I x mA 0.5710.5

27、650.6260.5710.5670.627I rp mA 0.0870.0860.0960.0860.0860.095I 1rp mA 0.0840.0830.0920.0840.0840.092I 3rp mA 0.0010.0010.0010.0010.0010.001I 5rp mA 0.00100.0010.00100I 7rp mA 0.0010.0010.00100.0010.001I cp mA 0.8000.7930.8780.8020.7960.880（°）000000P W1.01.71.10.70.80.7電力自動化設(shè)備第30卷該試驗數(shù)據(jù)說明基于三相同時測量的

28、氧化鋅避雷器阻性電流測試儀測試數(shù)據(jù)準確，三相同時測量技術(shù)應(yīng)用的正確性良好。4結(jié)論本文針對國內(nèi)電力系統(tǒng)中相繼出現(xiàn)的大通流容量避雷器，在深入調(diào)研國內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，研究了基于大范圍020mA 的電流變送器和電壓傳感器，三相同時測量防干擾技術(shù)，以及DSP 技術(shù)和FFT 算法等內(nèi)容，研制成功了大電流氧化鋅避雷器阻性電流測試儀，并針對專門定制特殊避雷器進行實驗室試驗，同時開展現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)分析，結(jié)果證實該測試儀測試數(shù)據(jù)的準確和可靠。本文研制的測試儀，符合DL T9872005氧化鋅阻性電流測試儀通用技術(shù)條件標準，并通過了國家高電壓計量站的檢測試驗。帶電測量氧化鋅避雷器阻性電流能真實反映其運行工況，同時使

29、用本測試儀能有效提高電網(wǎng)運行可靠性，確保避雷器設(shè)備安全，并很大程度上減輕了現(xiàn)場工作人員的勞動強度。參考文獻：1熊鵬程，周文俊，蘇雪源. 10kV 避雷器在線監(jiān)測裝置研制J . 高電壓技術(shù)，2007，33（8）：174-178.XIONG Pengcheng ，ZHOU Wenjun ，SU Xueyuan. Design of online monitoring device for MOA used in 10kV distribution network J . High Voltage Engineering ，2007，33（8）：174-178.2蔡翊濤. 氧化鋅避雷器運行電壓下測量

30、阻性電流J . 青海電力，2006，25（1）：62-64.CAI Yitao. Resistance current measurement of Zinc Oxide surge arrestor under operating voltage J . Qinghai Electric Power ，2006，25（1）：62-64.3謝碧海，周井生. 一種在線測量MOA 阻性電流的新方法J . 高電壓技術(shù)，2005，31（8）：77-78.XIE Bihai ，ZHOU Jingsheng. New method of ZnO surge arresters leakage curren

31、t online measurment based on harmonic analysis J . High Voltage Engineering ，2005，31（8）：77-78.4顏湘蓮，王文華. 氧化鋅避雷器阻性電流提取算法探討J . 電力設(shè)備，2006，7（2）：61-64.YAN Xianglian ，WANG Wenhua. Discussion on extraction algo -rithm of resistance current for MOA J . Electrical Equipment ，2006，7（2）：61-64.5楊志勇，郭瑞. 氧化鋅避雷器實用測

32、試方法J . 山西電力，2006（3）：32-33.YANG Zhiyong ，GUO Rui. Zinc Oxide lightning arrestor testing method J . Shanxi Electric Power ，2006（3）：32-33.6周曉琴，茍銳鋒，呂金壯. ±800kV 特高壓直流換流站最高端換流閥側(cè)避雷器保護研究J . 高壓電器，2009，45（2）：1-4.ZHOU Xiaoqin ，GOU Ruifeng ，L 譈Jinzhuang. Arrester protection at valve -side of highest potent

33、ial converter transformer in ±800kV UHVDC project J . High Voltage Apparatus ，2009，45（2）：1-4. 7張翠霞，劉之方. ±800kV 直流輸電工程過電壓與絕緣配合研究J . 中國電力，2006，39（10）：43-46.ZHANG Cuixia ，LIU Zhifang. Study on overvoltage protection and insulation coordination for the ±800kV DC power trans -mission proje

34、ct J . Electric Power ，2006，39（10）：43-46.8李慶玲，王興貴，李效珍. 氧化鋅避雷器應(yīng)用一些問題探討J .高壓電器，2009，45（2）：130-132.LI Qingling ，WANG Xinggui ，LI Xiaozhen. Discussion about appli -cation of MOA J . High Voltage Apparatus ，2009，45（2）：130-132.9盛亞軍. MOA 阻性電流的帶電測試及其角度校正J . 高壓電器，2003，39（4）：61-62.SHENG Yajun. Online measurin

35、g resistive current of MOA and its angle correction J . High Voltage Apparatus ，2003，39（4）：61-62.10陳錦云，楊銘澤. MOA 阻性電流測量條件對實測值的影響J .高電壓技術(shù)，2004，30（5）：55-57.CHEN Jinyun ，YANG Mingze. The influence of measurement condition of the resistance current of MOA on measured value J . High Voltage Engineering ，2

36、004，30（5）：55-57.11王文利，李燕青，律方成. 金屬氧化物避雷器在線檢測的改進補償法研究J . 高壓電器，2005，41（3）：192-194.WANG Wenli ，LI Yanqing ，L 譈Fangcheng. Study on improved capacitive current compensation method of leakage current through MOA J . High Voltage Apparatus ，2005，41（3）：192-194. 12徐志鈕，律方成，李和明. 用改進的DFT 改進MOA 容性電流補償法J . 高電壓技術(shù)，2

37、007，33（6）：80-84.XU Zhiniu ，L 譈Fangcheng ，LI Heming. Modified capacitive cur -rent compensation method of MOA using improved DFT J . High Voltage Engineering ，2007，33（6）：80-84. 13劉云鵬，夏巧群，李凌志. 基于泄漏電流檢測和紅外成像技術(shù)的MOA 故障綜合診斷J . 高壓電器，2007，43（2）：133-135. LIU Yunpeng ，XIA Qiaoqun ，LI Lingzhi. The synthetic di

38、agnosis for MOA fault based on leakage current detection and in -frared thermography J . High Voltage Apparatus ，2007，43（2）：133-135.14丁國成，律方成，劉云鵬. 數(shù)學形態(tài)學用于抑制MOA 在線監(jiān)測現(xiàn)場干擾J . 高電壓技術(shù)，2006，32（4）：44-46.DING Guocheng ，L 譈Fangcheng ，LIU Yunpeng. Research of mathematical morphology in restraining interference

39、 in onsite monitoring of metal oxide surge arrester J . High Voltage Engi -neering ，2006，32（4）：44-46.15高自偉，張大為，黃杰. 氧化鋅避雷器帶電檢測方法及應(yīng)用分析J . 黑龍江電力，2008，30（4）：295-297.GAO Ziwei ，ZHANG Dawei ，HUANG Jie. Hot line detecting method for Zinc Oxide arrester and its application J . Hei -longjiang Electric Power

40、，2008，30（4）：295-297.16王亞軍, 舒乃秋, 曾喜聞. 高精度MOA 測試儀標準裝置研制J .電力自動化設(shè)備，2005，25（11）：83-85.WANG Yajun ，SHU Naiqiu ，ZENG Xiwen. Development of high precision calibration instrument for MOA measurement device J . Electric Power Automation Equipment ，2005，25（11）：83-85. 17徐志鈕，律方成，趙麗娟. 基于加漢寧窗插值的金屬氧化物避雷器改進容性電流補償法J

41、 . 高壓電器，2006，42（6）：453-455.XU Zhiniu ，L 譈Fangcheng ，ZHAO Lijuan. Modified capacitive current compensation method of MOA based on hanning -win -dowed interpolation J . High Voltage Apparatus ，2006，42（6）：453-455.（責任編輯：汪儀珍）作者簡介：劉凡（1978-），四川攀枝花人，工程師，博士，主要從事高壓電氣設(shè)備試驗特性研究、電力系統(tǒng)過電壓及其防護等研究工作（E -mail ：liufan20

42、03 ）。第 30 卷第 1 期 2010 年 1 月 電 力 自 動 化 設(shè) 備 Electric Power Automation Equipment Vol30 No1 Jan. 2010 電力通信網(wǎng)中蓄電池組集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 鮑 慧 ，齊焱焱 ，李樹軍 （華北電力大學 電氣與電子工程學院，河北 保定 071003） 摘要： 設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于電力通信網(wǎng)的蓄電池組集中實時監(jiān)控系統(tǒng)。 該系統(tǒng)分為信息采集設(shè)備和各級服 務(wù)器 2 個部分。 信息采集設(shè)備負責監(jiān)控蓄電池組的運行工況（測試內(nèi)阻、電壓、電流、溫度等）及發(fā)送特定的指令 （充 放電、浮充電等）；各級服務(wù)器從不同層次管理信息采集設(shè)備

43、。 系統(tǒng)設(shè)計了 4 種通信模型，充分考慮了當前 電力系統(tǒng)設(shè)備和通信網(wǎng)的各種情況。 系統(tǒng)軟件包括各級服務(wù)器軟件和前置軟件；各級服務(wù)器軟件采用模塊化 設(shè)計，其中第 3 級服務(wù)器直接面向監(jiān)測設(shè)備，給出了該服務(wù)器功能框圖。 關(guān)鍵詞： 蓄電池組； 集中監(jiān)控； 遠程維護； 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控； 數(shù)據(jù)通信； 信道模型 中圖分類號： TM 912 ；TM 73 文獻標識碼： B 文章編號： 1006 6047 （2010）01 0115 04 備采集的數(shù)據(jù)通過一定形式傳送到集控站進行更高 級的數(shù)據(jù)分析，將集控站下達的命令信息傳遞給各 設(shè)備并執(zhí)行。 11 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 目前，我國電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成了 以光纖、微波

44、及衛(wèi)星通信構(gòu)成為主干路的格局，各支 路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統(tǒng)特有 的通信方式，并充分采用明線、電纜、無線等多種通 信方式及程控交換機、調(diào)度總機等設(shè)備組成的多用 戶、多功能的綜合通信網(wǎng) 7。 圖 1 以某省為例，展示了我國電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通 信網(wǎng)絡(luò)的層次框架。 可以看出，我國的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù) 通信網(wǎng)絡(luò)主要分為 3 層結(jié)構(gòu)，即核心層、匯聚層和接 入層：各省局通過專用光傳輸設(shè)備直接連接在高速 的國家電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信專網(wǎng)的骨干網(wǎng)絡(luò)上，形成核 心層；省局通過路由設(shè)備、交換設(shè)備和光傳輸網(wǎng)絡(luò)連 接各市局，構(gòu)成匯聚層；市局通過局域網(wǎng)、電力線載 波信道、微波信道等諸多通信方式連接各變電站和 發(fā)電廠，構(gòu)成接入層。 0 引言 長期以來，國內(nèi)電力系統(tǒng)對蓄電池的維護工作開 展得很不理想，一直是電力系統(tǒng)監(jiān) 控 中 的 盲 點 1 - 2， 造成這種現(xiàn)象的原因大致有以下 4 點：變電站地理 位置較為分散，且大都無人值守 3；