氧化锌避雷器阀片功率损耗预测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种氧化锌避雷器阀片功率损耗预测系统,包括间隔层前置数据采集模块、网络层总线和上方监控诊断层，前置数据采集模块负责采集被监测线路的运行电压、阻性电流以及温度,并将模拟量转换成数字量,对其进行数字波形分析处理得到所要的阻性基波电流特征量,同时把处理得到的结果传递给上方监控诊断层,上方监控诊断层对运行情况进行综合判断，根据所述前置数据采集模块的输出电压求出避雷器荷电率，将荷电率、温度作为前馈神经网络输入层的输入模式,对应的功率损耗作为输出层的输出模式。本发明专利技术系统将温度和荷电率作为神经网络的输入参量，来预测阀片的功率损耗，建立合理、精确的功率损耗模拟模型来分析限压器的热特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统保护
，涉及到一种氧化锌避雷器，具体涉及一种氧 化锌避雷器阀片功率损耗预测系统。
技术介绍
氧化锌避雷器作为电气设备的过电压保护装置，其性能的优劣对电气设备安全 运行起着很大的作用。因此，对氧化锌避雷器运行状况的研究至关重要。氧化锌阀片的功 率损耗特性直接决定着限压器的极限温升和稳定工作温度。在不同电压、不同温度作用下 氧化锌阀片的功率损耗及过电压所产生的能量即为限压器的内热源。氧化锌阀片的功率损 耗是温度和荷电率的复杂函数，采用一般的方法很难对其进行比较精确的模拟。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种氧化锌避雷器阀片功率损耗预测系 统，将温度和荷电率作为神经网络的输入参量，来预测阀片的功率损耗。 本专利技术的技术方案是：一种氧化锌避雷器阀片功率损耗预测系统，包括间隔层前 置数据采集模块、网络层总线和上方监控诊断层，前置数据采集模块负责采集被监测线路 的运行电压、阻性电流以及温度，并将模拟量转换成数字量，对其进行数字波形分析处理 得到所要的阻性基波电流特征量，同时把处理得到的结果传递给上方监控诊断层，上方监 控诊断层对运行情况进行综合判断，根据所述前置数据采集模块的输出电压求出避雷器荷 电率，将荷电率、温度作为前馈神经网络输入层的输入模式，对应的功率损耗作为输出层 的输出模式，在第j层节点的输入值为Iietj=E W J1，其中，Wjl为j、i两层间的权重，而 节点j的输出值为Oj= f (net _j)，f为节点j的激励函数：Θ 为节 点j的阈值。所述连接权重的增量为：Awji= q 〇i〇j (l-0j) Ek Skkkj。所述预测系统还包 括控温模块和烘箱，所述控温模块包括热电耦，热电耦放置在烘箱中，所述避雷器阀片放置 在烘箱内。所述前置数据采集模块包括模拟信号提取单元和信号处理单元，模拟信号提取 单元将采集到的信号传送给信号处理单元再处理。所述模拟信号提取单元包括传感器取样 电路、信号放大电路、抗混叠滤波电路和电平极性变换电路，传感器取样电路对传感器取得 的信号进行放大、抗干扰、抗混叠滤波及电平极性变换，使之与转换器相配合。所述抗混叠 滤波电路采用二阶巴特沃斯低通滤波器。所述传感器取样电路包括阻性电流取样电路和避 雷器运行电压取样电路，避雷器运行电压取样电路和阻性电流取样电路分别从连接在母线 上的电压互感器的二次侧和接地端下引线上获取运行电压和阻性电流。所述阻性电流取 样电路为计数器取样电路、电阻取样电路，或者电流互感器取样电路。所述信号处理单元包 括A/D采样单元、DSP处理单元和CAN接口单元，将模拟量转换为数字量之后由对数字化的 电压、阻性电流信号进行谐波分析得到基波电压及阻性基波电流、谐波电流等监测特征量， 最后通过控制器挂接在总线上，把采集处理得到的监测特征量上传给上方监控诊断层。 本专利技术有如下积极效果：本专利技术预测系统，将温度和荷电率作为神经网络的输入 参量，来预测阀片的功率损耗，建立合理、精确的功率损耗模拟模型来分析限压器的热特 性。【附图说明】 图1为本专利技术【具体实施方式】阀片功率损耗的半线性前馈网络模型。【具体实施方式】 下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的【具体实施方式】如所涉及的各构件 的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及 操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术 方案有更完整、准确和深入的理解。 本专利技术的避雷器阀片功率损耗预测系统包括采用基于现场总线的分层分布式结 构，系统由三层组成，包括间隔层前置数据采集模块、网络层总线和上方监控诊断层。前置 数据采集模块与上层主机之间仅通过两根屏蔽双绞电缆实现互连。前置数据采集模块的数 据通讯接口及电源输入接口均采用光电隔离，相当于使通讯线处于悬浮状态，可保证各个 前置数据采集模块的电气接地完全独立，相互之间没有电气联系，很好的解决了抗干扰、 抗冲击的问题。上方监控诊断层对从下方前置数据采集模块获取的被监测设备的运行特征 量进行分析和再处理，通过不同温度下的荷电率来预测避雷器阀片的功率损耗。 前置数据采集模块主要负责采集被监测避雷器的运行电压、阻性电流以及温度， 并将模拟量转换成数字量，对其进行数字波形分析处理得到所要的阻性基波电流特征量， 同时把处理得到的结果正确的传递给上方监控诊断层，上方监控诊断层对运行情况进行 综合判断。前置数据采集模块主要是完成信号的取样和前置模拟处理环节，调理环节的精 度和稳定度直接关系到整个系统的精度和稳定性，如果前置数据采集模块设计不当，后续 的数字处理环节无论采用什么样的器件和算法都很难达到理想的效果，所以前置数据采 集模块设计的好坏是不可忽视的一个环节。 本专利技术的前置数据采集模块包括模拟信号提取单元和信号处理单元，模拟信号提 取单元是分别从连接在母线上的电压互感器的二次侧和接地端下引线上获取的运行电压 和阻性电流，采用高精度电压、电流传感器将电压、电流信号转换成低压小电流信号，然 后对传感器取得的信号进行放大、抗干扰、抗混叠滤波及电平极性变换，使之与转换器相 配合。信号处理单元包括A/D采样单元、DSP处理单元和CAN接口单元，采样保持器及多路 转换器，将模拟量转换为数字量之后由对数字化的电压、阻性电流信号进行谐波分析得到 基波电压及阻性基波电流、谐波电流等监测特征量，最后通过控制器挂接在总线上，把采集 处理得到的监测特征量上传给上方监控诊断层。前置数据采集模块主要由传感器取样，隔 离放大，低通滤波和极性变换等电路组成。 传感器取样电路包括阻性电流取样电路、避雷器运行电压取样电路，阻性电流取 样电路的取样电流是一个几十至几百微安的微弱信号，这样的微弱信号测量起来很困难， 很容易收到外界电磁信号的干扰，因此，本专利技术的阻性电流取样电路可以是计数器取样电 路、电阻取样电路，或者电流互感器取样电路。由于本专利技术主要是对电压、电流信号中的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锌避雷器阀片功率损耗预测系统，其特征在于，包括间隔层前置数据采集模块、网络层总线和上方监控诊断层，前置数据采集模块负责采集被监测线路的运行电压、阻性电流以及温度,并将模拟量转换成数字量,对其进行数字波形分析处理得到所要的阻性基波电流特征量,同时把处理得到的结果传递给上方监控诊断层,上方监控诊断层对运行情况进行综合判断，根据所述前置数据采集模块的输出电压求出避雷器荷电率，将荷电率、温度作为前馈神经网络输入层的输入模式,对应的功率损耗作为输出层的输出模式，在第j层节点的输入值为netj＝∑WjiOi,其中，Wji为j、i两层间的权重，而节点j的输出值为Oj＝f(netj),f为节点j的激励函数：θj为节点j的阈值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，
申请(专利权)人：芜湖市凯鑫避雷器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34