CT型避雷器智能在线监测器装置的研究-修订稿.doc

CT型避雷器智能在线监测装置的研究 毛慧明弥潇Electric Electronic Engineering School , Huabei Electrical Power University, 102206 Beijing） Abstract: At present, many domestic intelligent monitoring systems of the surge arresters are required to use a non-contact monitoring method (CT type). Non-electrical connections between the monitoring devices and the surge arresters can be realized with this monitoring method. The influence of the ground potential rise on the monitoring device could be eliminated. An overvoltage could occur in the secondary side of CT when an impulse current with high amplitude flowed through a surge arrester. It caused damage to the monitoring system. The CT structure to withstand the impulse current with high amplitude, the amplifier protection system and the measurement method of the resistive current of surge arrester were discussed in the paper. Key words: Intelligent substation;Metal oxide surge arrester; Intelligent monitor of surge arrester;Current transformers(CT); RS485 communication; Resistive current . 0、引言 智能变电站在我国已进入发展推广阶段，目前已有不少的智能变电站投入了运行。金属氧化物避雷器（以下简称避雷器）的智能监测是智能变电站的重要组成部分。避雷器由于不带任何间隙，在持续运行电压下有泄露电流通过，泄露电流会使避雷器不断老化。另外由于受潮、电位分布不均匀、表面污秽电流、过电压使避雷器过热等原因都会引起避雷器劣化［1,3］。为了监测避雷器的运行状态，避雷器都安装有在线监测器。一般智能在线监测器安装在变电站内避雷器下方，接地端直接和地网连接，高压端直接接避雷器接地端。智能监测器通信线一般经过光电隔离将信号传送到IED（智能监测单元）或计算机中［2-3］。 为了防止避雷器在受到雷击时，地电位的升高对通讯系统造成影响，目前许多项目都要求采用电流互感器(CT)取样方式取样，防止地电位升高对监测系统的影响。 避雷器监测用电流互感器 电流互感器是非接触测量的主要元件，由于避雷器在持续运行电压下的泄漏电流一般为几百微安到数毫安［1］。而正常情况下，阻性电流一般为全电流的五分之一左右，其值一般为几十微安到几百微安。所以电流互感器的测量范围应该为10μA—10mA［6,9］（对于1000kV的避雷器测量范围应该到30mA）。系统对CT的灵敏度要求非常高，同时由于变电站电磁干扰很大，CT必须有极强的抗干扰能力。 电流互感器的结构：电流互感器的铁磁测量选用坡莫合金材料，它应有极高的导磁率，在小电流信号下的线性度也应该很好［3］。 电流互感器的结构（见图1）： 图1：高灵敏电流互感器（CT）结构截面图 Fig.1 High sensory CT structure 结构特点：二次绕组密绕在坡莫合金塑料保护外壳上，绕组外是第一层电屏蔽层，屏蔽层内用环氧灌封，固定绕组，增加绝缘强度。电屏蔽层外，是第二层电磁屏蔽层。采用双层屏蔽能有效防止外界电磁干扰对CT测量系统的影响。两个屏蔽层之间用密封绝缘材料填充，增加CT结构的强度。 精密前置放大器与保护电路 精密前置放大器采用美国AD公司高精度仪器用运算放大器，超低漂移，超低温度系数。尽管采用高精度放大器，由于放大器的放大倍数极大，所以放大器的零点漂移仍然较严重。由于避雷器的泄漏电流不包含直流分量，所以如图2 所示，在电路中采用RC隔直回路消除放大器的零点漂移，消除取