[发明专利]干式空心电抗器在线电流监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种干式空心电抗器在线电流监测系统及方法，系统包括：设置在电抗器吊臂上的传感器卡座、安装在传感器卡座上的光纤传感器、数据线、光纤绝缘子和信号处理器。光纤传感器采集与不同包封层相连接的吊臂上的电流值信号，通过数据线和光纤绝缘子将数据信号传输到信号处理器中，信号处理器通过预制的软件控制策略对采集到的电抗器吊臂或各包封层的电流分布状态做出判断，将判断结果向外传输到控制室，如果判断出电抗器发生故障，控制室发出指令，断开电抗器的连接，将电抗器退出系统运行。本发明实时监测电抗器的运行状态，及时做出投切响应，解决了由于电抗器局部过热而导致的烧毁事故，提升了系统监测的时效性、安全性和通用性。

技术领域

本发明涉及干式空心电抗器保护设备技术领域，具体而言，涉及一种干式空心电抗器在线电流监测系统及方法。

背景技术

随着超高压电网的快速建设和发展，变电站低压侧电抗器数量在不断增加。因频繁投切、过电压、老旧设备更替、绝缘老化、绝缘开裂等因素影响，变电站低压电抗器故障频繁发生，并呈居高不下态势，严重威胁电网安全稳定运行。近几年，多地变电站发生了多起干式空心电抗器着火事故和其它故障。低压电抗器故障是电网安全稳定运行的重大隐患，是电网亟需解决的重要问题，超高压变电站低压电抗器故障诊断及预防研究迫在眉睫。干式低压电抗器的各类问题随着运行年限增加，各类问题发展到后期，大多数会引发干式低压电抗器匝间绝缘问题。

随着电网规模的不断增大和设备存量的迅速增加，传统的运检手段已不能满足现代运维的新需求，迫切需要有效提高输变电设备状态在线监管水平，全面提升设备运维工作效率、管理智能化水平、电网防灾减灾能力。

现有技术文件1(不公告发明人.一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障的在线监测方法[P].CN109375076A,2019-02-22.)和现有技术文件2(朱东柏等.干式空心电抗器在线监测装置及损耗监测方法[P].CN104155556A,2014-11-19.)公开了干式空心电抗器在线监测方法/装置，通过磁场探测线圈获取电抗器磁场突变信号，进而判断电抗器匝间短路故障的发展阶段。然而，磁感应探测线圈法虽然可以快速检测出严重匝间短路故障，但无法实现电抗器不同位置匝间短路故障检测。

现有技术文件3(李佳奇等.分布电流无线监测在干式空心电抗器中的应用[J].传感器与微系统,2016,35(04):154-156+160.)公开了一种分布电流监测系统，该系统对于流过电流较大、系统电压较高的空心电抗器并不适用，其使用电流互感器由于体积较大将无法安装在电抗器绕组导线上，并且根据实际故障案例，干式空心电抗器一旦出现短路故障，会在60ms内发生损毁事故，而现有技术3也未对该技术问题进行针对性的设计。

综上，干式空心电抗器保护设备领域存在这样的需求：对流过电抗器绕组的电流进行在线监测，实时传输数据，通过监测电流在各个通流吊臂上的分布情况和趋势，提前预判故障；能够快速反应，降低电抗器损坏风险，保护电力系统安全；并且能够适应复杂电磁环境，便于维护。

发明内容

本发明的目的是提供一种干式空心电抗器在线电流监测系统及方法，解决现有技术中干式空心电抗器在线电流监测系统监测的时效性、安全性和通用性等技术问题。

为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：

一种干式空心电抗器在线电流监测系统，包括传感器卡座、光纤传感器、数据线、光纤绝缘子和信号处理器，传感器卡座安装在电抗器吊臂上，在传感器卡座上安装光纤传感器，光纤传感器采集吊臂上的电流值信号，在与电抗器不同包封层相连接的吊臂上设置多个传感器卡座和光纤传感器，用于采集各个包封层在电抗器吊臂上的电流值；通过数据线和光纤绝缘子将电流值信号传输到信号处理器中，信号处理器判断电抗器的电流分布状态，将电流分布状态判断结果向外传输到控制室，如果判断出电抗器发生故障，控制室发出指令，断开电抗器的连接，将电抗器退出系统运行。