3.1.4 SUN-IGuard-502系列 GIS局部放电在线监测系统
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一、系统概述
SUN-IGuard-502系列局部放电在线监测系统是日新电气自主研发的产品，系统采用超高频检测技术、高灵敏度传感器、信号现场处理模块、内置专家数据库、Web后台处理软件、因特网接入技术等技术进行远程实时在线监控和分析，具有极高的性价比，适用于GIS、PASS、变压器、电抗器及开关柜等电气设备在运行当中的局部放电检测，可以实现上述电气设备绝缘的状态检修，减少停电时间和节省维修费用，非常适合在无人值守变电站运行。
该系统采用集成模块化设计，将信号采集单元、信号处理、A/D转换、干扰过滤、数据处理、放电量显示等集成在站端监测模块中，每个站端监测模块可独立运行，数据分别记录，通过一条数据通讯总线将多台站内监测模块（最多256台）的数据传输后台分析软件系统上统一管理分析。能通过互联网进行远程传输和实时监控，对局部放电信号的强度，密度进行实时在线分析。对局部放电倾向性的推移进行实时监控和分析，对放电程度进行评估，避免重大事故发生。
特征：局部放电的特征是进行速度缓慢，即使在GIS、变压器内部检测出局部放电，也不会迅速发展为事故。初期发生时会间歇性的出现，发展趋势非常重要，因此要长期在线监视。局部放电以一定的形态发生，根据异常问题种类，信号数据具有一定的形态，与相电压频率同步发生，与无分别的外部噪音位相形态有区别。
原理：GIS发生绝缘故障的原因是其内部电场的畸变，往往伴随着局部放电现象，产生脉冲电流，电流脉冲上升时间及持续时间仅为纳秒( nS )级，该电流脉冲将激发出高频电磁波，其主要频段为0.3-3GHz，该电磁波可以从GIS上的盘式绝缘子处泄露出来，采用超高频传感器（频段为0.3-3GHz）测量绝缘缝隙处的电磁波，然后根据接收的信号强度来分析局部放电的严重程度。
优点：可以实现带电在线连续监测，测量方法不改变设备的运行方式。抗干扰能力强,对空气中电晕放电干扰不敏感，可有效地抑制背景噪声，对GIS的各种放电性缺陷均具有较高的敏感度。信号传播衰减小，检测范围大，通常可达十几米。
二、系统组成
SUN-IGuard-500系列局部放电在线监测系统由现场传感器（内置/外置超高频传感器及噪音传感器），前置监测单元（IED模块)，局放工作监视站(后台服务器等）三大部分组成。
在该系统中，传感器负责采集信号，主IED负责将局放传感器与噪音传感器所采集到的信号经滤波，放大，去噪，调试后，将调试完的信号经串口通信或TCP/IP或IEC61850通信，上传至后台处进行分析判断。主IED通道数可随现场需求进行调整，机箱有数种可供选择，亦可由客户提出要求。
2.2.2.1局放IED
组成：局放IED分为上中下三段式结构:底层为电源单元、中层为信号滤波单元、上层为信号采集处理单元。底层包括系统电源滤波器、一个AC/DC开关电源、一块AC/DC电源板。中层由固定增益放大器、带通滤波器、程控放大器等组成。上层由FPGA信号采集扫描处理模块及工频信号触发模块构成。
功能：实现对变压器、GIS多测点同步实时监测;采用高速 D/A采集扫描系统，采样精度为12位;内置数字滤波器及数据分析模块，实时捕获放电统计特征;
触发方式：内触发、外触发可选择;自动生成三维谱图数据;实时报警;定时自我诊断;对采集到的信号进行滤波放大;和变电站综自系统之间可采用IEC61850方式连接通信。
2.2.2.2局放传感器
组成：超高频传感器主要由超高频非频变圆极化天线及发射电路构成。传感器可分为外置和内置传感器，还有专用于变压器内的油阀传感器，以及用于采集干扰信号的噪音传感器。超高频传感器可分为外置传感器，内置传感器和专用于变压器的油阀式传感器。
外置传感器：安装于设备外部。内置传感器:安装于设备内部。油阀式传感器:专用于变压器，安装于变压器油阀口处。
在实际应用中，根据现场情况及客户需求进行传感器的选择。
功能：接收局部放电的超高脉冲信号;整形超高频脉冲信号，得到单极性宽脉冲信号;通过高频同轴光缆将单极性宽脉冲信号传送给局放IED。
2.2.2.3局放工作站
测量放电信号的幅值、极性、放电的相位、放电次数等基本的局部放电表征参数及各种统计计算数据;显示二维、三维放电谱图、工频周期放电图;利用各种图谱分析，进行放电模式识别及故障类型诊断，观察和预测局部放电故障的发展趋势，故障信号及故障严重性报警，为绝缘状态诊断提供重要判据;提供放电发展趋势图、历史查询、报表和设定报警等多项功能;可定时自动启动测量，整个监测过程自动化;可以通过局域网、CAN总线等方式实现数据上网，对系统进行远程访问，可采用IEC61850方式连接通信。
2.2.2.4通信方式
IED模块可通过局域网或串口通信方式与后台通信，以增加模块的方式，可以用IEC61850通信协议与后台进行通信。
2.2.2.5系统配置
以110kV的GIS室内站为例，共9个间隔，其中进线间隔2个，出线间隔5个，母联间隔1个，保护间隔1个，供参考的配置组成如下表所示:
SUN-IGuard-502系列
