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系統(tǒng)概述
該系統(tǒng)采用集成模塊化設(shè)計,將信號采集單元、信號處理、A/D轉(zhuǎn)換、干擾過濾、數(shù)據(jù)處理、放電量顯示等集成在站端監(jiān)測模塊中,每個站端監(jiān)測模塊可獨立運行,數(shù)據(jù)分別記錄,通過一條數(shù)據(jù)通訊總線將多臺站內(nèi)監(jiān)測模塊(最多256臺》的數(shù)據(jù)傳輸后臺分析軟件系統(tǒng)上統(tǒng)一管理分析。能通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程傳輸和實時監(jiān)控,對局部放電言號的強度,密度進行實時在線分析。對局部放電傾向性的推移進行實時監(jiān)控和分析,對放電程度進行評估,避免重大事故發(fā)生。
特征:局部放電的特征是進行速度緩慢,即使在GIS、變壓器內(nèi)部檢測出局部放電,也不會迅速發(fā)展為事故。初期發(fā)生時會間歇性的出現(xiàn),發(fā)展趨勢非常重要,因此要長期在線監(jiān)視。局部放電以一定的形態(tài)發(fā)生,根據(jù)異常問題種類,信號數(shù)據(jù)具有一定的形態(tài),與相電壓頻率同步發(fā)生,與無分別的外部噪音位相形態(tài)有區(qū)別。
原理:GIS發(fā)生絕緣故障的原因是其內(nèi)部電場的畸變,往往伴隨著局部放電現(xiàn)象,產(chǎn)生脈沖電流,電流脈沖上升時間及持續(xù)時間僅為納秒(ns 級,該電流脈沖將激發(fā)出高頻電磁波,其主要頻段為0.3-3GHZ,該電磁波可以從GIS-的盤式絕緣子處泄露出來,采用超高頻傳感器(頻段為0.3-3GHZ)測量絕緣鋒處的電磁波,然后根據(jù)接收的信號強度來分析局部放電的嚴重程度。
優(yōu)點:可以實現(xiàn)帶電在線連續(xù)監(jiān)測,測量方法不改變設(shè)備的運行方式??垢蓴_能力強,對空氣中電暈放電干擾不敏感,可有效地抑制背景噪聲,對GIS的各種放電性缺陷均具有較高的敏感度。信號傳輸衰減較小,檢測范圍大,通??蛇_十幾米。
系統(tǒng)組成
局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器 (內(nèi)置/外置超高頻傳感器及噪音傳感器),前置監(jiān)測單元(IED模塊),局放工作監(jiān)視站(后臺服務(wù)器等) 大部分組成。
在該系統(tǒng)中,傳感器負責采集信號,主IED負責將局放傳感器與噪音傳感器所采集到的信號經(jīng)濾波,放大,去噪,調(diào)試后,將調(diào)試完的信號經(jīng)串口通信或TCP/IP或IEC61850通信,上傳至后臺處進行分析判斷。主IED通道數(shù)可隨現(xiàn)場需求進行調(diào)整,機箱有數(shù)種可供選擇,亦可由客戶提出要求。
局放IED
組成:局放IED分為上中下三段式結(jié)構(gòu):底層為電源單元、中層為信號濾波單元、上層為信號采集處理單元。底層包括系統(tǒng)電源濾波器、一個AC/DC開關(guān)電源、一塊AC/DC電源板。中層由固定增益放大器、帶通濾波器、程控放大器等組成。上層由FPGA信號采集掃描處理模塊及工頻信號觸發(fā)模塊構(gòu)成。
功能:實現(xiàn)對變壓器、GIS多測點同步實時監(jiān)測:采用高速 DA采集掃描系統(tǒng),采樣精度為12位;內(nèi)置數(shù)字濾波器及數(shù)據(jù)分析模塊,實時捕獲放電統(tǒng)計特征;
觸發(fā)方式,內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)可選擇:自動生成三維譜圖數(shù)據(jù)實時報警:定時自我診斷:對采集到的信號進行濾波放大:和變電站綜自系統(tǒng)之間可采用IEC61850方式連接通信。
局放傳感器
組成:超高頻傳感器主要由超高頻非頻變圓極化天線及發(fā)射電路構(gòu)成。傳感器可分為外置和內(nèi)置傳感器,還有專用于變壓器內(nèi)的油閥傳感器,以及用于采集干擾信號的噪音傳感器。超高頻傳感器可分為外置傳感器,內(nèi)置傳感器和專用于變壓器的油閥式傳感器。外置傳感器:安裝于設(shè)備外部。內(nèi)置傳感器:安裝于設(shè)備內(nèi)部。油閥式傳感器:專用于變壓器,安裝于變壓器油閥處。
在實際應(yīng)用中,根據(jù)現(xiàn)場情況及客戶需求進行傳感器的選擇。
功能:接收局部放電的超高脈沖信號;整形超高頻脈沖信號,得到單極性寬脈沖信號,通過高頻同軸光纜將單極性寬脈沖信號傳送給局放IED。
局放工作站
測量放電信號的幅值、極性、放電的相位、放電次數(shù)等基本的局部放電表征參數(shù)及各種統(tǒng)計計算數(shù)據(jù);顯示二維、三維放電譜圖、工頻周期放電圖:利用各種圖譜分析,進行放電模式識別及故障類型診斷,觀察和預(yù)測局部放電故障的發(fā)展趨勢,故障信號及故嚴重性報警,為絕緣狀態(tài)診斷提供重要判據(jù):提供放電發(fā)展趨勢圖、歷史查詢、報表和設(shè)定報警等多項功能可定時自動啟動測量,整個監(jiān)測過程自動化;可以通過局域網(wǎng)、CAN總線等方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)上網(wǎng),對系統(tǒng)進行遠程訪問,可采用IEC61850方式連接通信。
通信方式
IED模塊可通過局域網(wǎng)或串口通信方式與后臺通信,以增加模塊的方式,可以用IEC61850通信協(xié)議與后臺進行通信。
系統(tǒng)配置
以110KV的GIS室內(nèi)站為例,共9個間隔,其中進線間隔2個,出線間隔5個,母聯(lián)間隔1個,保護間隔1個,供參考的配置組成如下表所示
技術(shù)參數(shù)