3.1.4 SUN-IGuard-502系列 GIS局部放电在线监测系统

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  • 型号规格
  • 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。

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    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:

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  • SUN-IGuard-502系列