新闻资讯
联系我们

避雷器监测器在新型电力系统中的应用前景

来源:上海民熔电气集团有限公司    发布时间:2025-06-04 15:53:00

避雷器监测器在电力系统(以高比例可再生能源、高比例电力电子设备、多能互补、数字化智能化为核心特征)中,其应用前景不仅延续了在传统智能电网中的核心价值,更被赋予了新的使命和更广阔的空间。其重要性进一步凸显,应用将更加深入和智能化,主要体现在以下几个方面:

  1. 应对高比例可再生能源接入的挑战:

    • 新能源场站(风电、光伏)过电压防护关键: 新能源场站多位于雷电活动频繁区域(高山、荒漠、海上),且设备(风机、光伏逆变器、箱变)绝缘水平相对较低,对过电压更敏感。监测器能实时评估场站内避雷器(特别是集电线路、箱变、逆变器出口)的状态,其有效动作,防止因雷击或操作过电压导致的大规模设备损坏和停机。

    • 波动性与电能质量问题: 新能源出力波动和电力电子设备的开关操作可能引发更复杂的过电压和谐振问题。监测器通过捕捉异常电流信号,有助于定位和分析这些过电压源,为系统优化提供依据。

    • 集电线路保护: 大型新能源场站集电线路长、环境复杂,监测器可快速定位遭受雷击的线路段和避雷器动作点,缩短故障查找和恢复时间。

  2. 适配高比例电力电子设备环境:

    • 高频、快速暂态过电压监测: 电力电子设备(如变流器、柔性直流设备)开关速度快,易产生高频、陡波头的操作过电压。监测器需要具备更宽的频响特性(如能捕捉纳秒级脉冲)和更高的采样率,以准确记录和分析此类过电压事件及其对避雷器的影响。

    • 评估避雷器在复杂应力下的性能: 电力电子化系统运行工况复杂,避雷器可能承受重复性、高能量的应力。监测器通过持续记录泄漏电流、动作次数、吸收能量等,评估避雷器在严苛条件下的老化速率和寿命,防止因性能劣化导致的保护失效。

    • 直流系统保护: 在柔性直流输电(VSC-HVDC)和直流配电网中,直流避雷器的状态监测至关重要。需要开发专用的直流避雷器监测技术,监测泄漏电流、局部放电等参数,直流系统的绝缘安全。

  3. 支撑分布式、灵活互动的配电网(主动配电网/微网):

    • 分布式电源接入点保护: 大量分布式光伏、储能、充电桩接入配电网,其并网点需要可靠的过电压保护。监测器能实时监控这些关键节点的避雷器状态,防止过电压侵入损坏用户设备或影响电网安全。

    • 孤岛运行安全保障: 微网在孤岛运行时,缺乏大电网的支撑,过电压风险相对较高。对微网内关键避雷器的监测是保障孤岛安全稳定运行的重要手段。

    • 海量设备状态管理: 配电网设备数量巨大且分散。低成本、微型化、无线化的避雷器监测器将得到广泛应用,结合物联网技术和边缘计算,实现海量避雷器状态的远程、高效、低成本监控和智能诊断。

  4. 深度融合数字化与智能化技术:

    • 状态评估与健康度预测: 超越单一参数阈值告警,实现基于多维度数据的综合健康评分和剩余寿命预测。

    • 故障预警与根因分析: 提前识别潜在故障模式,并分析可能的原因(如污秽、受潮、阀片缺陷、系统过电压等)。

    • 关联性分析: 发现避雷器状态与系统运行方式、环境因素、邻近设备状态的关联规律。

    • 多源数据融合与智能诊断: 将避雷器监测数据与SCADA、雷电定位、气象、PMU、设备台账、巡检/试验历史等多源数据深度融合。利用大数据分析和人工智能(机器学习、深度学习)技术,实现更精准的:

    • 数字孪生应用: 避雷器的实时状态数据是构建电网设备数字孪生体的重要输入,用于在虚拟空间中模拟其在不同工况下的性能和行为,支撑仿真、预测性维护和优化决策。

    • 边缘智能: 在监测器或本地网关部署轻量级AI算法,实现数据就地处理、特征提取和初步诊断,减少数据传输量,提高响应速度。

  5. 赋能资产精益管理与系统韧性提升:

    • 基于状态的精准维护: 为电力系统庞大且多样化的资产提供基于实际状态的维护决策依据,降低运维成本,提高资产利用效率。

    • 系统韧性评估与增强: 通过广泛部署的监测网络,评估整个系统过电压防护体系的薄弱环节和整体韧性水平。监测数据可用于优化避雷器配置方案、改进绝缘配合设计,提升系统抵御端天气(雷暴)和故障扰动冲击的能力。

    • 全寿命周期成本优化: 精确的状态信息支持更科学的资产全寿命周期管理,在可靠性、安全性和经济性之间找到平衡点。

总结与展望:

在电力系统中,避雷器监测器的应用前景呈现以下趋势:

  • 监测对象更广泛: 从传统的交流系统拓展到直流系统、新能源场站、分布式电源接入点、电力电子设备端口等。

  • 监测能力更强: 需要适应高频、快速暂态过电压的测量,提升对复杂应力下避雷器性能劣化的感知能力。

  • 智能化程度更高: 深度融入AI、大数据、数字孪生等技术,实现智能诊断、预测预警和优化决策。

  • 部署规模更大、成本更低: 物联网和低成本传感器技术将推动监测器在配用电侧的规模化应用。

  • 数据价值更深挖: 从单一设备状态评估,上升到支撑系统级安全分析、韧性评估和资产管理。

避雷器监测器将从单纯的“设备健康守护者”,升级为电力系统“过电压防御体系态势感知的核心节点”和“系统韧性提升的关键数据引擎”。 其对于保障电力系统在复杂多变环境下的安全、稳定、高效运行,实现能源转型目标具有不可替代的战略价值。随着技术的不断进步和应用场景的深入拓展,避雷器监测器的功能和作用边界还将持续扩大。


上一篇:避雷器监测器在智能电网中的角色定位

下一篇:光伏电站避雷器监测器优化配置分析

相关产品

相关视频

资料下载