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HAJK110型GIS智能化(狀態監測)系統

發布時間:2014-05-26 12:23:44 作者:shanxihengao 來源: 本站 瀏覽次數:2046


  GIS智能化(狀態監測)系統詳述 
 

6.  系統概況


GIS 的絕緣性能是確保其安全運行的重要條件。GIS設備內部中的金屬微粒、粉末和水分等導電性雜質是引發GIS 故障的重要原因。因此監測GIS內部的水分和放電情況成為判斷GIS運行狀態優劣的必要手段。GIS一旦發生泄漏故障,不僅對變電站正常供電輸電造成影響,而且對于巡檢人員的人生安全都存在很大的隱患,所以檢測GIS內部壓力和SF6開關室內SF6和氧氣含量都成了目前變電站正常運行及人員安全的必要措施。

        GIS智能監控系統采用最新遙測遙感技術和后臺計算機技術于一體,可實現高精度測量、計算機后臺處理、海量的歷史

    數據存儲等功能,適用于各種電壓等級的SF6斷路器、GISPASS等設備SF6氣體的微水、密度、溫度和內部局部放電的

   在 線測量,同時還可以監測SF6開關室內部的SF6和氧氣含量,實現安全、實時、遠程等先進的動態監控,以滿足電力配

    網自動 化和設備狀態檢修的需要,為電網的智能化建設預留接口。


6.2.     標準規范


l  電力部標準:


《電力設備預防性試驗規程(DL/T596-1996)》


《國家電網公司電力安全工作規程》(變電站和發電廠電氣部分)


l  國家標準:


《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢驗導則(GB/T 8905-1996)》


l  IEEE標準:


IEEE Guide for Moisture Measurement and
Control in SF6 Gas-Insulated Equipment
IEEE Std
1125-1993
)》


6.3.     主要功能


6.3.1    在線監測SF6斷路器或組合電器中微水、密度、溫度、局部放電和室內SF6和氧氣含量等參數


6.3.2    實現微水的壓力與溫度補償、密度的溫度補償,使微水與密度數據真實可靠


6.3.3    采集單元內部運用內循環技術,大幅提高采樣精度


6.3.4    多種閥門接頭,安裝拆卸方便,節省維護費用


6.3.5    系統有良好的電磁兼容性、絕緣性能、抗干擾性、抗腐蝕性等。


6.3.6    數據實時上傳后臺軟件,數據自動存儲備份,自動存儲周期不小于 3分鐘的情況下,可連續保存數據的時間不小于1年。


6.3.7    可選外部輸入信號接口,輸入信號可來自煙霧探頭、門磁開關等。


6.3.8    缺氧或SF6含量超標,強制排風功能,也可通過手動排風實現開關室內環境安全。


6.3.9   
通過現場總線、以RS485形式實現數據傳輸,進行高壓電氣設備的遠程在線監測、運行分析。


 


6.4.     總體技術要求


GIS智能化(狀態監測)系統包括以下功能單元:


l  ?  局部放電監測單元;


l  ?  SF6在線式微水智能綜合監控單元;


l  ?  SF6氣體泄漏定量報警;


l  ?  智能型高壓帶電顯示裝置單元;


l  ?  SF6回收凈化裝置;


l  ?  SF6密度繼電器。


6.4.1    SF6在線式微水智能綜合監控單元


   適用于SF6斷路器、GISAIS等設備SF6氣體的微水、密度和溫度的在線測量,實現無排放、環保、安全、實時、遠程等先進的動態監控,以滿足電力配網自動化和設備狀態檢修的需要,為電網的智能化建設預留接口。


6.4.1.1      系統功能:


無排放,環保,經濟,安全,可靠;在線監測SF6斷路器或組合電器中微水、密度、溫度等參數;實現微水的壓力與溫度補償、密度的溫度補償,使微水與密度數據真實可靠;采用具有多種專利技術和自校準功能的傳感器;采集單元能在不影響主設備狀態下投運、退出,不影響主設備的正常運行;采集單元內部運用內循環技術,大幅提高采樣精度;現場大屏幕LCD顯示,繪制趨勢圖,實時上傳;內置密度繼電器無源輸出,可設閉鎖/報警/超壓的動點值


6.4.1.2      技術指標


濕度指標:


測量范圍:1010000ppm或定制


測量精度:≤ ± 3.5 F.S.


報警門限:50~500ppm(可調)


密度指標:


測量范圍:0.01.00 MPa 或定制


測量精度:±1 F.S.


    報警門限:

溫度指標:


測溫范圍:-40 ℃~+80


溫度測量精度:± 0.5


   其它指標:


報警觸點容量:AC 220V/7A,常開、常閉


通訊接口:隔離型RS-485


電源電壓:24VDC 85V265V AC


工作環境:溫度:-30 ℃~+65     濕度:95RH


絕緣性能:外殼與電源間:>10MΩ


抗電強度:外殼與電源間:>2000V


電磁兼容特性:快速瞬變脈沖群 GB/T17626.4-1999 3


雷擊(浪涌): GB/T17626.5-1999 3


6.4.2    局部放電監測單元


6.4.2.1      基本原理和構成


GIS局部放電特高頻檢測,采用特定的傳感器,在GIS體內或體外,檢測局部放電在特高頻頻帶(300MHz3GHz)所產生的電磁波信號。


GIS局部放電特高頻在線監測裝置一般由傳感單元、信號采集單元、通訊單元和診斷分析單元四部分構成,典型結構如圖1所示。





 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 





1 特高頻在線監測系統


6.4.2.2      基本功能要求


a)   局部放電檢測


能檢測GIS中的局部放電,如金屬顆粒、懸浮電位、內部電暈、固體絕緣內部缺陷、固體絕緣表面臟污等典型缺陷產生的局部放電信號。


傳感器檢測頻帶:300MHz3GHz,可根據需要選用其間的子頻段。


特高頻傳感器駐波比(95%以上帶寬):<2.0


b)   局部放電定位


應提供GIS局部放電初步定位功能,定位精度為GIS設備某個氣室或間隔。


c)   局部放電類型識別


具有局部放電模式庫和識別算法,提供背景噪聲、典型干擾和局部放電類型識別功能。


d)   數據統計圖譜功能


提供基本統計譜圖(φ-q-n)和二維譜圖(φ-q,φ-nq-n)顯示。


信號幅值、相位、放電頻次等基本的局部放電表征參數及各種統計特征參數顯示和存儲。


e)   局部放電嚴重程度判定


應能夠基于局部放電信號的幅值、發生頻度、類型和發展趨勢,對局部放電的嚴重程度作出判斷。


f)   數據存儲和遠傳


應能夠根據設定的時間和項目保存局部放電檢測的歷史數據,提供數據備份和恢復功能,數據存儲時間不小于2年。


應實現遠程控制、診斷、查詢、訪問等功能,通過站端數據綜合處理單元將數據實時傳送遠程監測診斷中心進行統一管理及診斷。


提供以‘小時、天、星期、月、年’等不同更新周期的趨勢分析,并且數據趨勢的顯示時間段應是可選擇的。


g)   通信要求


在線監測裝置監測數據通過網絡方式接入變電站綜合處理單元,必須按照IEC61850標準實現通信功能,通信協議必須支持IEC61850。監測裝置需按照《IEC61850國際標準工程化實施技術規范》對裝置進行建模,并通過IEC61850互操作測試。


h)   報警


在線監測裝置應能夠根據檢測結果和設定的報警條件,在達到報警條件時,自動發出報警信號。


報警方式要求:


1)系統內能顯示報警。可采用閾值報警、關聯報警和趨勢報警等多種報警模式;可根據局部放電嚴重程度設置多個報警級別。


2)報警信息上報方式。應能自動捕捉并記錄啟動報警的局放信號,報警包括聲、光、短信等形式。


i)   自檢測和自恢復功能


監測系統應能實時提供運行狀態的自檢信息,并具有故障自檢日志記錄功能,同時還應提供方便、可靠的調試工具與手段,以滿足現場校驗測試的要求。


當電源出現短路、接地、斷電等情況后,監測系統應具有自動恢復正常運行的功能。監測系統應滿足模塊化和標準化要求,能根據監測點數的變化進行靈活的擴展。支持熱插拔和互換性要求,任何一個模塊或單元進行檢修時,不應影響其他模塊或單元的正常工作。


j)   干擾抑制和靈敏度


裝置應具有識別噪聲、典型干擾和局部放電信號的基本功能。


屏蔽措施:


1)傳感器宜具有屏蔽措施,或對安裝GIS絕緣盆子處有相關屏蔽。


2)裝置采用濾波裝置過濾變電站低壓電源干擾。


靈敏度:


檢測系統的最小可測放電量qmin不應大于10pC(或等效于10pC放電量的相應幅值、dBdBm值),最大量程不應小于5000pC,在量程范圍內檢測結果應能有效反映放電強度的變化。


靈敏度要求需要結合具體的GIS變電站進行現場校準,宜采用最少的傳感器覆蓋最大間隔面積最佳,提供GIS變電站傳感器靈敏度現場調試報告。


k)   局部放電類型識別和嚴重程度判別


局部放電類型識別:


實驗室噪聲信號和模擬局部放電信號識別率:>90%


實驗室局部放電類型識別率:>80%


變電站現場噪聲信號識別率:>80%


變電站現場局部放電類型識別率:>60%


嚴重程度判別:


1)局部放電水平。系統提供局放嚴重程度的判斷參考值,廠商應根據局部放電水平及縱向比較的變化提供用以判斷嚴重程度的參考依據。


2)縱向比較。監測裝置應具有不同時間段的縱向比較功能,如信號幅值、放電量、脈沖重復頻率等參數不同時期內平均值對比功能,在判別局部放電嚴重程度中提供判斷經驗值。


l)   安裝方式和設計


1)在線監測裝置安裝應注意安全和美觀,布線應有線槽或護套;傳感器安裝不影響GIS設備日常試驗及檢修;端子箱應因地制宜,選取變電站內合理位置設置。


2GIS內置傳感器設置不影響GIS正常運行。


GIS外置傳感器安裝在GIS外殼澆注開口處,或安裝至絕緣盆子與外殼密封處(適用于未帶有金屬法蘭屏蔽的絕緣盆子),如圖2所示。


 




      


2 特高頻傳感器設置


3)就地信號裝置預留有接口,便于帶電測試。


4)現場調校:能夠現場對裝置本身實施調校。


6.4.3    SF6氣體泄漏定量報警單元


SF6氣體泄漏定量報警系統主要由四部分組成:采集器、系統主機、外圍設備和監控系統。采集器負責SF6配電裝置室現場環境數據采集,并進行A/D轉換,傳送給系統主機,系統主機對采集數據分析、比較、判斷,并運行相應的處理程序。外圍設備包括報警設備、通風設備,受系統主機控制。


當環境中SF6氣體濃度或氧氣含量發生變化時,SF6氣體采集器能立刻捕捉到這一變化,并將檢測到變化量數據轉換成數字信號,通過RS485現場總線傳送到系統主機,系統主機一方面將采集器傳來的采集數據在顯示屏上顯示出來,另一方面,通過運算分析,與儲存在主機內的存儲器上的各種固有參數進行比較,作出判斷——各項數據是否超標。


SF6濃度高于報警設定值(規程要求為1000ppm,本系統可自行設置)或氧氣含量低于報警設定值18%時,系統主機將自動進行聲光、語音報警,同時啟動風機進行通風,并向遠動上傳報警信號。


6.4.3.1      技術指標:


SF6測量指標:


測量范圍:030000ppmv


報警點:可在測量范圍內設置,默認1000ppmv


引用誤差:±5%FS


重復性誤差:<5%FS


零點漂移:<5%FS


量程漂移:<5%FS


氧氣測量指標:


檢測濃度:025%


氧氣濃度報警點:18%


氧氣測量精度:<0.4%,O221%


6.4.3.2      其它指標


溫度測量范圍: -25 ~ +99


濕度測量范圍: 099%RH


工作電源:AC/DC 100~265V


報警輸出功率:AC 220V/10A


風機輸出功率:AC 220V/20A


風機通風時間設定:可設置,默認15MIN/


數據記錄時間:1個月


通訊方式: RS-485總線方式


通訊規約:通用電力通信規約


絕緣性能 外殼與電源間:>10MΩ


抗電強度 外殼與電源間:>2000V


電磁兼容特性:快速瞬變脈沖群 GB/T17626.4-1999 3


雷擊(浪涌) GB/T17626.5-1999 3


 


 


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