[实用新型]一种基于模块化设计的变电站接地网防腐蚀及监控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属防腐蚀及监控装置，特别是涉及一种变电站接地网的外加电流阴极保护、腐蚀检测及无线远程监控装置。

背景技术

接地网是确保变电站正常运行的关键之一。接地网长期埋于地下，由于土壤的电化学腐蚀，特别是由于大的杂散电流的影响，使接地网的腐蚀防护不同于一般的地下金属设备的腐蚀与防护。接地网多则10年，少则3-4年便发生损坏甚至断裂。随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地短路电流也愈来愈大。当事故出现时，如果接地网因腐蚀而造成接地性能不良，不能承受雷电冲击或短路事故形成的电流，短路电流无法在土壤中充分扩散，导致接地网电位升高，使接地设备的金属外壳带高电压而危及人身安全和击穿二次保护装置绝缘，甚至损坏设备，扩大事故，破坏电网系统稳定。随着电网技术的不断发展，电网安全稳定的重要性不断提高，接地网腐蚀已成为必需解决的重要问题。

现有的变电站接地网防腐蚀及监控装置相关产品，通常采用非模块化设计，其优点是造价低，但是缺点较多，实现装置功能的元器件数量多、机构复杂、故障点多、可靠性较低。

传统的防腐蚀用外加电流阴极保护单元主要采用可控硅和磁饱和变流电源为主，这种方式稳定性较差，功能较为简单，整流系统体积庞大笨重，有谐波污染等缺点；也有的采用IGBT或MOSFET作为功率变换电路中的高频开关器件，有效的减少了直流电源系统的体积，但是仍然存在着高频谐波污染、控制电路复杂，且设计的电源系统性能与设计者自身水平、器件的工艺水平有密切的关联，这种方式存在效率低、稳定性差、可靠性较低、功能不强大、互换性和通用性低及维护难度大等问题。

现有的变电站接地网在线检测装置通常采用信号源输出的信号加到状态传感器的辅助电极和测量电极之间，测量流过的电流，将测量的数据经滤波后送到微处理器计算传感器电极的腐蚀速率及接地网的腐蚀深度与电气性能参数，根据计算所得接地网电气性能参数判断接地网的安全性能。其缺点通常传感器和被保护金属材质不一致；由于土壤腐蚀速度较慢，获得的腐蚀信号非常微弱，导致测量系统的前端滤波器很容易将其滤掉，而且，传感器采集的信号包含大量的噪声信号或虚假数据，这些系统误差很容易将有效信号淹没，使得测量腐蚀速度不是实际腐蚀速度，难以保证测量的重现性；最关键的是这种装置的状态传感器并没有与接地网相连接，接地网泄流时的腐蚀速率大于单独土壤腐蚀的速率，接地网加电流阴极保护时的腐蚀速率远小于单独土壤腐蚀速率，所以这类传感器其工作状态与实际接地网显著不同；接地网面积比较大，这类装置虽然采用多个状态传感器来表征整个接地网的腐蚀状况，并采用了暂态和稳态的计算，但各地土壤性质不同，导致其计算值与实际值之间误差较大。总之，这种测量腐蚀速率的方法属于一种软测量方法，但是由于测量系统自身的误差及重现性的无法保证，无法有效地评价接地网的腐蚀情况。

实用新型内容

针对以上实际情况，本实用新型提供了一种基于模块化设计的变电站接地网防腐蚀及监控装置，采用一系列的功能模块，根据实际情况，进行模块的选择和组合，进而定制产品，以满足不同电压等级和规模的接地网防腐蚀需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于模块化设计的变电站接地网防腐蚀及监控装置，包括外加电流阴极保护单元、接地网腐蚀余量检测单元以及无线数据传输及远控单元；外加电流阴极保护单元包括可编程控制器、可编程直流电源模块、人机界面模块、辅助阳极模块和参比电极模块；可编程直流电源模块的正极和负极分别与辅助阳极模块和变电站接地网相连；可编程控制器连接参比电极模块、变电站接地网、可编程直流电源模块、接地网腐蚀余量检测单元和无线数据传输及远控单元。

本实用新型进一步的改进在于：所述可编程直流电源模块由若干直流电源并联而成。

本实用新型进一步的改进在于：所述若干直流电源中的每个直流电源的功率为1.5千瓦。

本实用新型进一步的改进在于：接地网腐蚀余量检测单元包括绝缘体和缠绕在绝缘体上的线圈；所述线圈通过继电器开关连接变电站接地网，线圈通过数字欧姆表连接可编程控制器。

本实用新型进一步的改进在于：所述线圈采用双螺旋反向缠绕的方式缠绕于绝缘体外周。

本实用新型进一步的改进在于：所述一种基于模块化设计的变电站接地网防腐蚀及监控装置包括若干接地网腐蚀余量检测单元。

本实用新型进一步的改进在于：无线数据传输及远控单元包括无线通讯模块和客户端，所述无线通讯模块连接可编程控制器与客户端。