變電站電力設(shè)備電氣絕緣綜合在線監(jiān)測方案設(shè)計與研究_圖文

1、 局部放電測量方案是,采用射頻電流傳感器分別在A、B、C三相末屏接地線與鐵芯接地線或中性點接地線耦合局部放電信號實現(xiàn)射頻法測量,并用前置工控機(jī)的高速數(shù)據(jù)采集卡或前置智能單元實現(xiàn)平衡對信號的同步采集(每通道10MS/s,同時用軟件實現(xiàn)調(diào)幅調(diào)相及差動算法,抑制來自外部的干擾信號。采用寬頻帶的微帶天線局部放電耦合傳感器安裝在四個監(jiān)測點,用于接收從變壓器上鐘罩和底座的縫隙處或手孔位置泄漏出來的電磁波信號,使用示波器實現(xiàn)四路信號的同步觸發(fā)采集(每通道1GS/s,如TEK公司的TDS2014,一方面在更寬的頻帶進(jìn)行單次局部放電波形分析,另一方面進(jìn)一步實現(xiàn)局部放電源的定位。如圖3所示。前置工控機(jī)通過串口來驅(qū)

2、動示波器完成采集功能,前置工控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)再同主控機(jī)實現(xiàn)通訊。 圖3變壓器監(jiān)測方案示意圖2.3GIS目前GIS絕緣在線監(jiān)測最有效的方法是局部放電監(jiān)測,可以發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備制造和安裝及維修時引入的導(dǎo)電微粒及其他雜物,電極表面產(chǎn)生的毛刺、刮傷等損傷,導(dǎo)電或接地接觸不良,支撐絕緣內(nèi)部的氣隙等缺陷,多點監(jiān)測可以實現(xiàn)故障定位。局部放電產(chǎn)生的電磁波可以從盤式絕緣子的位置泄漏出來,用超高頻天線傳感器來進(jìn)行耦合測量13'4,71,如圖4所示。GIS有如同電力變壓器監(jiān)測的硬件組成方案,實現(xiàn)了統(tǒng)計分析和單次放電波形分析兩種測量手段。J鼗墓驊8H霎囂黲蔫H高頻傳輸電境H=(=一舊l釜端勰8H昊藿揪簧H高頓傳輸電

3、纏H囂=二二二=二二t :l元I裴譬雅譬卜一昊瓣船測H高頻傳輸電纜;-42.4分析討論圖4GIS監(jiān)測方案示意圖247一一一一一一 引魂黔犁 通訊 總線 現(xiàn)場 總線 ，控制信號 塑一囪座 讀寫 控制線 觸發(fā)信號 葡遠(yuǎn)鼬 外擴(kuò)刪 圖前置智能單元模式二 站內(nèi)通訊總線設(shè)計 通用串行總線 接口具有抗噪聲干擾性好，傳輸距離長等優(yōu)點，且在總線上允許連接多達(dá)個收 發(fā)器，即具有多站組網(wǎng)能力?？偩€從開放系統(tǒng)（）模型的層次來看，只是屬于模型 ， 的物理層，只規(guī)定了終端之間的電氣、機(jī)械等特性，包括電壓、數(shù)據(jù)速率、最大傳輸距離、物 理連接器等。并沒有包含物理層以上的層次，為了實現(xiàn)諸如差錯檢驗、差錯報告、數(shù)據(jù)幀的有 序傳

4、輸以及流量控制等功能，需要制定相應(yīng)的協(xié)議（如）來實現(xiàn)上述的要求。因此， 只有物理層，在使用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時，只能采用分時復(fù)用的方法，也就是采用查詢 響應(yīng)的循檢方式來解決介質(zhì)的無沖突訪問。 總線 （ ）總線屬于現(xiàn)場總線的范疇，它是種具有很高保密性、有效 支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，它是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。 。 協(xié)議模型結(jié)構(gòu)只有層，即只取底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。由于的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，又是范圍較小的局域網(wǎng)，因此不需要其他中間層，應(yīng)用層數(shù)據(jù)直接取自數(shù)據(jù)鏈 路層或直接向鏈路層寫數(shù)據(jù)。因此，總線的結(jié)構(gòu)層次少，反而有利于系統(tǒng)中實時控制信號 的傳送。由于總線具有很高的實時性能

5、，它已經(jīng)在電力自動化產(chǎn)品中以及電力設(shè)備在線 監(jiān)測設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。 工業(yè)以太網(wǎng) 一般來講，工業(yè)以太網(wǎng)在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)是兼容的，但在產(chǎn)品設(shè)計時，在材質(zhì)的選用、 產(chǎn)品的強(qiáng)度和適用性方面應(yīng)能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。隨著計算機(jī)軟、硬件的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng) 域出現(xiàn)了嵌入式技術(shù)。利用嵌入式軟、硬件，可以在單片機(jī)系統(tǒng)上實現(xiàn)以太網(wǎng)技術(shù)即嵌入式以 太網(wǎng)。嵌入式以太網(wǎng)成為變電站電力設(shè)備綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)站內(nèi)通訊的新方式。目前，國外一 些著名的大公司已經(jīng)利用嵌入式技術(shù)將以太網(wǎng)用于最新推出的變電站自動化系統(tǒng)中，如公 司將以太網(wǎng)接口置于保護(hù)裝置中，公司推出了帶雙以太網(wǎng)接口的測控單元裝 置也推出了帶以太網(wǎng)接口的間隔控制器

6、?；谇度胧揭蕴W(wǎng)的前置智能單元使用 因特網(wǎng)高層協(xié)議與主控機(jī)通訊，將各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控主機(jī)上，并從監(jiān)控主機(jī) 上接收信息，以太網(wǎng)卡完成以太網(wǎng)和監(jiān)控主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。 光纖技術(shù) 對于超高壓變電站，前置智能節(jié)點同主控機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定性面臨著嚴(yán)峻的考驗，網(wǎng) 絡(luò)通訊傳輸介質(zhì)采用光纖可以解決上述問題。 綜合在線監(jiān)測方案 通常，在變電站中電力設(shè)備是分散分布的，智能監(jiān)測節(jié)點就近監(jiān)測設(shè)備放置，節(jié)點中含有 對應(yīng)設(shè)備的信號調(diào)理模塊。、和工業(yè)以太網(wǎng)三種總線方案均可采用，將智能節(jié)點連 接成網(wǎng)絡(luò)，同機(jī)通訊時并配以相應(yīng)的總線適配器。站內(nèi)的機(jī)通過交換機(jī)以內(nèi)部以太網(wǎng)形 式實現(xiàn)通訊，全站實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)同一管理，

7、有一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，同時有一臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，接入 外部以太網(wǎng)，實現(xiàn)信息的網(wǎng)頁發(fā)布。 主控室的服務(wù)器要接入網(wǎng)，需要安裝電力系統(tǒng)網(wǎng)的通訊規(guī)約才能夠傳輸相應(yīng)的 數(shù)據(jù)。通過將每個變電站的主服務(wù)器接電系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)實現(xiàn)變電站之間的互聯(lián)，以及 和網(wǎng)主服務(wù)器等的連接。這樣，變電站被監(jiān)測的各個設(shè)備的狀態(tài)信息都能通過網(wǎng)傳 送到遠(yuǎn)端主控室，繼而可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、遠(yuǎn)程診斷或者配合綜合自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控 制以實現(xiàn)無人值守變電站的實時監(jiān)測。另外的組網(wǎng)方式為采用公網(wǎng)來構(gòu)建該綜合在線監(jiān)測系統(tǒng) 專網(wǎng)，一是利用電信公司的有線網(wǎng)絡(luò)，一是使用移動公司的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 圖變電站電力設(shè)備電氣絕緣綜合在線監(jiān)測方案 結(jié)論 （）交宅站電氣絕緣綜合

8、盜測闕絡(luò)中的嵌入式前置智能簽測單元可設(shè)計成兩種基本模式。一 是適用于中低頻（）信號采集，基于和的雙設(shè)計方案；一是適用于高 頻（）信號采集，主要是針對于局趣放電信號來說，基予積蛇設(shè)詩方案。 （）各智能單元間的網(wǎng)絡(luò)通訊的總線類型及其實現(xiàn)方案中， 總線應(yīng)用廣泛，但是前 置智能監(jiān)測節(jié)點無法實現(xiàn)故障后信息主動上傳至主控機(jī)?？偩€能夠解決上述問題，目前也 褥至?xí)绶毫税晖茝V及應(yīng)用，但是鷺有大數(shù)據(jù)鬣磚送時，速度較幔。工韭以太孵青很廣闊的發(fā)震 前景，本文建議采用該種總線技術(shù)統(tǒng)一不同種類的現(xiàn)場總線，當(dāng)然多種總線技術(shù)亦可在網(wǎng)絡(luò)中 褥到共存。另外光綏傳輸余質(zhì)的采用可班大大提高超嵩躡交電站翅監(jiān)測兩終數(shù)據(jù)傳送翡安全可 靠性。 （）本文給出了變電站電力設(shè)備電氣絕緣綜合監(jiān)測設(shè)計總方案，為變電站電力設(shè)備安全運行 提供可靠保障。 參考文獻(xiàn) 【成永紅電力設(shè)備絕緣檢測與診斷匕京：中國電力出版社， 落成家紅。電力設(shè)備測量簧感與濺控技恭藝京：孛囂毫力窶叛社 【】 ， ” 妒 黼 ， 嗍 【】 ，蕊 咖 鄹， 墨 。 ， ， ， 妒 曲 ， ， ， 糖毽酗孚焱強(qiáng) “ ；： ， 川 ， ，： ， ，。 饞孝蕊務(wù) 陳玉，男，博士研究