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電網(wǎng)過電壓監(jiān)測系統(tǒng)
 
  • 隨著配電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展,過電壓對(duì)配電網(wǎng)安全的影響越來越受到重視。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在10 kV~500kV電力系統(tǒng)中,10kV系統(tǒng)過電壓事故率較高。近年來,各級(jí)供電局10kV配電網(wǎng)的電氣設(shè)備絕緣事故時(shí)有發(fā)生,盡管在實(shí)際系統(tǒng)中安裝了大量避雷器等過電壓保護(hù)裝置,但當(dāng)出現(xiàn)過電壓事故時(shí),由于沒有監(jiān)測裝置,難以確定事故原因是由于過電壓幅值或陡度超過設(shè)備的承受能力,或者設(shè)備的絕緣水平降低所造成,還是保護(hù)裝置有問題,這些使得分析判斷變得十分困難。
    電力系統(tǒng)現(xiàn)有的故障錄波裝置是從電壓互感器獲取過電壓信號(hào),測量精度和頻率響應(yīng)差,對(duì)很多過電壓不能監(jiān)測。因此,為了正確分析事故原因,需要研制一種高性能、自動(dòng)化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng),以便能夠監(jiān)測電網(wǎng)中出現(xiàn)的內(nèi)部過電壓和大氣過電壓,以及實(shí)時(shí)判斷電網(wǎng)中有無過電壓出現(xiàn),在過電壓發(fā)生時(shí)能完整記錄下過電壓發(fā)生前后的實(shí)際變化過程。此外,也可以根據(jù)該系統(tǒng)捕獲并保存的過電壓發(fā)生前后的電壓波形參數(shù),例如頻率、幅值與波形的陡度等,結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況以及其他記錄手段,實(shí)時(shí)或事后再現(xiàn)過電壓的發(fā)生過程,以便分析過電壓的頻率、類型和導(dǎo)致過電壓的原因,為電力系統(tǒng)進(jìn)行事故分析提供科學(xué)真實(shí)的依據(jù)。它對(duì)于研究判斷電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度、檢修周期,設(shè)備改進(jìn)和系統(tǒng)改造、過電壓對(duì)電力系統(tǒng)的影響方式和程度以及過電壓的防范等,都具有重要的指導(dǎo)意義。
    10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)過電壓包括大氣過電壓和內(nèi)過電壓。由于大氣過電壓的波頭較陡,需要較高的采樣頻率,而內(nèi)過電壓頻譜很寬,通常幾十赫茲到幾千赫茲,要在較高的頻率下完整采集內(nèi)過電壓1個(gè)周期,則要求采集卡有較大的存儲(chǔ)深度。但是,如果采樣的數(shù)據(jù)太長,就會(huì)降低著整個(gè)裝置的響應(yīng)時(shí)間,因此對(duì)硬件的要求也比較高。
    本YZGY-2X型過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對(duì)35KV母線或10KV母線、固定式的,三個(gè)分壓器3路輸出信號(hào)進(jìn)入信號(hào)調(diào)理單元,采集一段母線的三相對(duì)地電壓,調(diào)理單元有二次分壓、觸發(fā)電路、信號(hào)采集子系統(tǒng)和電光轉(zhuǎn)換,每套系統(tǒng)多可采集四段母線即有四個(gè)信號(hào)調(diào)理單元;在信號(hào)隔離單元經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、隔離后通過交換機(jī)的匯總以網(wǎng)絡(luò)的形式和工控機(jī)通訊,完成信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和即時(shí)顯示;分析軟件可以調(diào)用已保存的信號(hào)數(shù)據(jù)文件,進(jìn)行任意時(shí)間點(diǎn)波形的顯示,以及實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的多種操作和分析,具備示波器的功能。
系統(tǒng)功能
  • 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、自動(dòng)跟蹤電力系統(tǒng)內(nèi)外過電壓,能在過電壓發(fā)生時(shí)完整、準(zhǔn)確地同時(shí)記錄過電壓波形及相關(guān)信息;
  • 高的采樣速率:實(shí)時(shí)采樣率可達(dá)20 MS/s。采樣速率從1KS/s到20 MS/s范圍內(nèi)可以設(shè)定;
  • 每通道8M大容量板載內(nèi)存;
  • 具備3個(gè)同步采樣通道,可記錄母線A、B、C三相波形。每通道獨(dú)立工作,滿足雷電、操作、諧振和工頻過電壓的記錄要求;
  • 啟動(dòng)錄波電壓:額定電壓的1.5倍(可任意設(shè)置);
  • 具有波形復(fù)原功能,可對(duì)波形進(jìn)行操作(如拉伸、縮放、通道選擇等),附帶的兩組光標(biāo)使測量更方便、更準(zhǔn)確,具有良好的可擴(kuò)展性;
  • 采用SQL server數(shù)據(jù)庫,可查詢并顯示過電壓歷史數(shù)據(jù);
  • 響應(yīng)帶寬:0~1MHZ的模擬輸入帶寬;
  • 采集全過程可對(duì)采樣速率、采樣深度、輸入阻抗、參考位置及保存路徑等參數(shù)手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)置;
  • 運(yùn)行過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化,可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程中無人值守自動(dòng)進(jìn)行。
技術(shù)特點(diǎn)
  • 對(duì)于瞬態(tài)雷電過電壓信號(hào)亦能有效采集,(對(duì)于波形1.2μs的上升時(shí)間,可大于10個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行描述),對(duì)于其他暫態(tài)電壓波形,亦能有效采集;
  • 較好地解決了瞬態(tài)信號(hào)測量的高采樣速率與存儲(chǔ)容量的矛盾;
  • 系統(tǒng)具有良好的寬頻響應(yīng)(從工頻至MHz級(jí)),頻帶響應(yīng)良好;
  • 采用預(yù)觸發(fā)技術(shù)與觸發(fā)相結(jié)合技術(shù),解決了瞬態(tài)過電壓信號(hào)的觸發(fā)時(shí)延問題;
  • 采用美國國家儀器公司的LabVIEW開發(fā)平臺(tái),系統(tǒng)具有長期運(yùn)行穩(wěn)定性。
系統(tǒng)組成說明
硬件部分 ?
??? ??硬件電路主要是為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的實(shí)時(shí)采集,獲取過電壓信號(hào)(可以采集工頻電壓),使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作。本系統(tǒng)硬件以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心,配備弱阻尼高壓分壓器、信號(hào)調(diào)理單元、信號(hào)隔離單元和機(jī)柜。
分壓器
????為獲取從母線上分壓出來的低電壓信號(hào),由高壓臂電容和低壓臂電容所組成的分壓器,其有足夠的工頻耐壓和沖擊電壓的能力,并具有良好的頻率響應(yīng),以利于采集高頻雷電沖擊波形。該系統(tǒng)所使用的分壓器主要是由兩部分組成,即高壓臂電容以及低壓臂電容兩部分。上半部分是分壓器的核心,即高壓電容,絕大部分高壓都降落在高壓電容上,其內(nèi)部充油,外部由硅橡膠作為絕緣材料;而下半部分就是低壓臂電容部分,低壓信號(hào)就是從它兩端取得的。

35KV分壓器技術(shù)指標(biāo):
  1. 額定分壓比:2800:1
  2. 分壓比誤差: <5%
  3. 具有良好的密封性,良好的防潮性。
  4. 外絕緣材料:硅橡膠傘裙
  5. 電容的溫度系數(shù):下限溫度和上限溫度高15K范圍內(nèi),電容溫度系數(shù)的絕對(duì)值應(yīng)不大于5×10-4K-1。
  6. 方波響應(yīng)時(shí)間? <120ns(過沖不大于15%)
  7. 絕緣水平:雷電沖擊電壓(峰值):>200kV
  8. 低壓端子和接地端子之間的絕緣強(qiáng)度:2500V,時(shí)間1min
  9. 局放要求:在額定電壓下局部放電量不大于10PC,0.8倍額定電壓下局部放電量不大于3 PC
10KV分壓器技術(shù)指標(biāo):
  1. 額定分壓比:1050:1
  2. 分壓比誤差: <5%
  3. 具有良好的密封性,良好的防潮性。
  4. 外絕緣材料:硅橡膠傘裙
  5. 電容的溫度系數(shù):下限溫度和上限溫度高15K范圍內(nèi),電容溫度系數(shù)的絕對(duì)值應(yīng)不大于5×10-4K-1。
  6. 方波響應(yīng)時(shí)間? <120ns(過沖不大于15%)
  7. 絕緣水平:雷電沖擊電壓(峰值):>75kV
  8. 低壓端子和接地端子之間的絕緣強(qiáng)度:2000V,時(shí)間1min
  9. 局放要求:在額定電壓下局部放電量不大于20PC,0.8倍額定電壓下局部放電量不大于5 PC。
一體化工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

   采用一體化嵌入式工業(yè)控制機(jī),結(jié)構(gòu)緊湊,便于安裝調(diào)試及維護(hù)。高抗干擾設(shè)計(jì),保證了設(shè)備的可靠運(yùn)行及記錄數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ).操作簡單,該設(shè)備出廠以基本配置完善,現(xiàn)場可免操作。
專用分析軟件包

  過電壓專用分析軟件功能強(qiáng)大、界面友好、操作方便,可將本裝置錄制的電壓數(shù)據(jù)文件進(jìn)行波形顯示、合成、導(dǎo)出、打印、運(yùn)算分析等,為用戶分析故障原因提供大的幫助,并可將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為符合“電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)交換格式(COMTRADE)”的文件,供其它軟件或裝置使用。
安裝示意圖
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.(2011年11月5日)................................................................................
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