开关柜综合在线监测解决方案
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基于ZigBee的高压开关柜无线温湿度监测系统作者:吴光荣章剑雄来源:《现代电子技术》2008年第20期摘要:针对高压开关柜温湿度监测的迫切性及其内部不允许布置额外的电缆线等特点,提出基于ZigBee技术的无线温湿度监测方案。
系统的实现基于TI公司的ZigBee解决方案CC2430&Z-Stack和温湿度传感器SHT71,详细讨论硬件设计、软件设计和ZigBee网络终端节点的低功耗问题。
系统可以完成对高压开关柜的温湿度监测,有效地防止事故的发生,可靠性高、安装方便、终端感测节点功耗低,取得了良好的现场试用结果,是高压开关柜温湿度监测的理想解决方案。
关键词:温湿度监测系统;ZigBee;无线传感器网络;高压开关柜;CC2430中图分类号:文献标识码:B文章编号:1004373X(2008)2016903A Kind of Temperature and Humidity Monitoring System for High Pressure SwitchCabinet Based on ZigBee TechnologyWU Guangrong,ZHANG Jianxiong(No.52 Research Institute,China Electronics Group Corporation,Hangzhou,310012,China)Abstract:In application,the high pressure switch cabinet need a temperature and humidity monitoring system,and installation of additional cable is forbidden in it.So a kind of wireless temperature and humidity monitoring system based on ZigBee technology is presented in this paper.Adapting ZigBee solution CC2430&Z-Stack from TI and digital temperature and humidity sensor SHT71 to realize this system.The hardware design,software design and low power consumption of terminal which is a kind of node of ZigBee network are discussed in detail.The temperature and humidity of high pressure switch cabinet are monitored efficiently,and incidents are avoided.The monitoring system works steadily,and can be easily installed.The power consumption of terminal node is very low.Test result indicates that it is a good solution.Keywords:temperature and humidity monitoring system;ZigBee;wireless sensor network;high pressure switch cabinet;CC24301 引言发电厂、变电站的高压开关柜内的母线接头和室外刀闸开关等重要设备,在长期运行过程中,因老化或接触电阻过大而发热。
APP综合监控系统解决设计方案机房远程APP综合监控系统主要是对机房设备(如供配电系统、UPS电源、防雷器、空调、消防系统、保安门禁系统等)的运行状态、温湿度、烟雾、振动、红外、水浸、供电的电压、电流、频率、配电系统的开关状态、测漏系统、环境状态等进行实时监控并记录历史数据机房监控(机房动环系统)APP软件是怎样的,机房监控,机房动环系统一、系统概述机房远程APP综合监控系统主要是对机房设备(如供配电系统、UPS电源、防雷器、空调、消防系统、保安门禁系统等)的运行状态、温湿度、烟雾、振动、红外、水浸、供电的电压、电流、频率、配电系统的开关状态、测漏系统、环境状态等进行实时监控并记录历史数据,同时将机房设备的工作状态的进行实时的视频监控,实现对机房远程监控与管理功能,通过手机APP可对上述全部监控对象进行可靠、准确的监控与控制.使机房无线远程监控达到无人或少人值守,为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。
机房远程APP综合监控系统支持市面全系列安卓手机,手机终端可以通过4G/3G/GPRS/WIFI 远程进行监控与控制,是目前无人值守管理人员最不可以缺少的系统组成部分之一,从而有效提高工作效率,保证机房系统运作的安全性与稳定性。
二、系统设计原则系统设计坚持“技术先进、使用方便、经济合理、超前考虑”的原则,系统具有先进性、实用性、规范性、可靠性、开放性,同时为了保证整个系统稳定可靠,具备良好的整体升级、扩展能力和方便维护,符合机房间远程APP综合管理控制的需要,系统设备选型在符合系统功能要求的前提下,综合的考虑了性能指标、规格统一性及性能价格比.可靠性保证系统的高可靠性.即不会出现因为某一个设备发生故障而造成整个监控系统无法使用的现象。
系统的接入不会影响现有通信设备和网络的正常工作。
系统将正确反映监控内容的实际情况。
系统的运行和平均故障修复时间完全符合设计要求.实时性保证系统能实时的反映通信设备运行情况,一到那出现异常情况是能够及时报警。
探讨基于DSP的开关柜局部放电在线监测系统电路设计摘要:开关柜运行过程中可能出现局部放电现象,加大了电力系统运行安全风险,需要做好开关柜局部放电在线监测工作,及时处理线路问题。
本文主要针对基于DSP的开关柜局部放电在线监测系统中的电路设计进行分析,提出采用超声波检测开关柜的局部放电问题,提高电路设计科学性。
本监测系统抗干扰性能良好,能保证检测数据完整性和准确性。
关键词:DSP;开关柜;局部放电;在线监测前言电网系统建设规模的不断扩大,需要加大对系统中电力设备运行状态的监测,是评价电网运行可靠与否的重要指标。
开关柜是电力网络中的主要构成部分,局部放电是引起设备存在安全隐患的主要原因。
因此有必要加大对开关柜运行中局部放电现象的实时监测,建立相应的监测系统,做好电路设计工作,以便为开关柜设备检查提供帮助。
一、局部放电监测系统软硬件开发(一)系统结构与原理本次设计的超声波在线监测系统,是一种固定式监测系统。
系统处理器选择合理与否对最终检测结果有着直接影响。
进行系统设计时,选择DSP作为处理器,其具有较好计算能力,满足电气设备实时监测需求。
硬件系统主要包括超声传感器、滤波电路、放大电路、信息采集电路和存储电路等组成部分。
监控系统可实现以下功能:对超声波信号进行滤波和计算,得到超声波信号传输强度及频率等信息;针对局部放电现象发出预警信号;对传感器信号进行外部存储;显示放电强度信息。
(二)系统软硬件设计针对上述监控系统功能要求来进行系统软硬件设计,需要从以下方面进行。
1.系统硬件设计在硬件设计环节,首先进行系统供电线路的设计,结合开关柜放电检测要求,选用参数恰当的降压器,确定固定电压和工作温度。
本次供电电路中,设计I/O引脚电压为3.4V,核供电电压2.0V,由此确定电压输出值。
其次,设计软件下载电路。
监测系统运行过程中,会根据电气设备检测要求增加新的功能软件,因此要保证软件下载操作正常进行。
在相应的电路设计中,要求处理器具有器件调试和测试功能,取代传统集成线路的测试方式,基于IEEE1149.1标准来设计边界扫描逻辑接口;最后,要进行超声波信号显示电路设计。
智能量测开关实施方案一、背景介绍随着科技的不断发展,智能化已经成为各行业的发展趋势,智能量测开关作为电力行业的重要组成部分,其实施方案显得尤为重要。
智能量测开关的诞生,为电力行业的安全稳定运行提供了坚实的保障,同时也为电力行业的智能化发展提供了有力支持。
二、需求分析1. 传统量测开关存在的问题传统的量测开关在使用过程中往往存在操作复杂、数据采集不准确、远程监控能力弱等问题,无法满足电力行业对数据精准采集和远程监控的需求。
2. 智能量测开关的发展趋势随着电力行业的不断发展,对智能量测开关的需求也在不断增加。
智能量测开关具有数据采集精准、远程监控能力强、操作简便等优势,能够满足电力行业对数据监测和控制的需求。
三、实施方案1. 技术选型在实施智能量测开关方案时,首先需要进行技术选型,选择具有高精度数据采集和远程监控能力的智能量测开关产品,确保产品的稳定性和可靠性。
2. 系统集成在选定智能量测开关产品后,需要进行系统集成,将智能量测开关与电力系统进行无缝连接,确保数据的准确采集和远程监控能力。
3. 运维管理针对智能量测开关的运维管理,需要建立健全的运维管理体系,包括定期巡检、故障排除、数据分析等工作,确保智能量测开关的稳定运行。
四、实施效果1. 数据精准采集通过实施智能量测开关方案,可以实现对电力系统各项数据的精准采集,为电力系统运行提供准确的数据支持。
2. 远程监控能力强智能量测开关方案的实施,可以实现对电力系统的远程监控能力,及时发现并解决问题,提高电力系统的运行效率和安全性。
3. 操作简便智能量测开关方案的实施,可以简化操作流程,降低操作难度,提高工作效率,减少人为操作错误的发生。
五、总结智能量测开关作为电力系统的重要组成部分,其实施方案的合理性和科学性对于电力系统的稳定运行至关重要。
通过技术选型、系统集成和运维管理等环节的合理实施,可以实现数据精准采集、远程监控能力强、操作简便等优势,为电力系统的智能化发展提供有力支持。
低压开关柜智能化改进的设计方案随着社会经济的发展,现代工业生产对设备自动化的要求越来越高。
低压开关柜是现代工业生产中重要的组成部分之一,它承担着电能分配、控制保护的重要任务。
随着智能化的发展,低压开关柜的智能化改进成为必然趋势。
本文着重介绍低压开关柜智能化改进的设计方案。
一、概述低压开关柜智能化改进是将传统开关柜改造成能够与自动化控制系统配合工作的设备。
它不仅能够帮助企业节约能源、增强生产效率、提高设备安全性和可靠性,还能减少人为操作错误所造成的损失,从而提高了企业整体的竞争力。
二、设计方案1.硬件设计(1)通讯模块设计通讯模块主要用于将开关柜连接至自动化控制系统。
在传统的开关柜中,我们需要去到现场才能对设备进行操作和监测,而智能化改进后的开关柜则可以通过网络远程控制和监测。
通讯模块包括一个主控板和通讯电路板。
主控板要运行智能化控制程序,控制各个模块之间的通信,而通讯电路板则用于处理数据的传输。
通讯模块可采用CAN总线通讯或以太网通讯方式。
(2)设备电源设计开关柜需要一个稳定的电源进行供电,以保证其正常运作。
在智能化改进后的开关柜中,嵌入式系统会产生一些额外的电源需求,所以我们需要特别考虑电源设计。
一方面,我们需要确保开关柜的电源稳定安全,另一方面,电源设计也要考虑容错机制,避免故障导致开关柜崩溃。
(3)智能传感器设计智能传感器用于监测开关柜温度、湿度、电压、电流及其它参数。
传感器的类型和数量根据具体需求而定。
通过运用智能化控制器,我们可以实时监控开关柜状态,并根据实时数据对设备进行控制和管理。
2.软件设计(1)智能控制算法设计智能控制算法为系统的智能化提供了基础。
智能控制算法应该能够实现开关柜的自动开关、自动控制、自动保护和故障自动诊断等功能。
(2)数据管理系统设计数据管理系统可分为本地数据管理和远程数据管理。
本地数据管理负责存储本地采集的信号,以便进行本地分析和处理;而远程数据管理负责将数据上传至远程服务器,通过云端计算和分析,优化产业链中的生产效率。
高压低压配电柜的温度监测与控制方法在现代工业生产中,高压低压配电柜扮演着至关重要的角色。
为了确保电气设备的安全运行,温度监测与控制是必不可少的。
本文将介绍高压低压配电柜的温度监测与控制方法,以保障设备的正常运行。
一、温度监测方法为了有效监测高压低压配电柜的温度变化,以下是几种常用的温度监测方法。
1. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器是一种常见的温度监测设备。
它根据电阻在不同温度下的变化来测量温度。
将热敏电阻传感器安装在配电柜内部关键位置,通过与控制系统连接,即可实时监测温度数据。
如果温度超过设定的安全范围,控制系统将发出警报或自动采取措施,保护电气设备的安全。
2. 红外线测温仪红外线测温仪通过测量物体表面的红外辐射来获取温度数据。
它可以非接触地测量高压低压配电柜内各个部位的温度。
搭配控制系统,可以实时监测配电柜内部温度的变化,并采取相应措施。
3. 温湿度传感器温湿度传感器可以同时监测高压低压配电柜的温度和湿度。
它能够在环境温度或湿度达到危险值时发出警报,避免电气设备损坏。
二、温度控制方法温度控制是为了使高压低压配电柜内部保持在一个安全范围内,以下是几种常用的温度控制方法。
1. 风扇散热在高压低压配电柜内部设置风扇是常见的温度控制方法。
通过风扇的运转,可以加速空气流动,散热效果更好,保持配电柜内的温度稳定。
2. 控制开关的通风口在高压低压配电柜的设计中,设置通风口也是一种有效的温度控制方法。
通风口可以促进空气流动,散热更加均匀,保持设备的正常温度。
3. 温度控制系统温度控制系统是自动控制高压低压配电柜温度的最常用方法之一。
通过设定温度阈值和相应的控制策略,控制系统可以及时地调节风扇、通风口等设备,保持配电柜的温度在合适的范围内。
总结:高压低压配电柜的温度监测与控制方法多种多样,可以根据实际情况选择合适的方式。
温度监测方法可以使用热敏电阻温度传感器、红外线测温仪和温湿度传感器等设备,实时获取温度数据。
南京理工大学科技成果——10-35kv高压开关柜无线
智能测温系统
成果简介:
10-35kv高压开关柜温湿度智能无线监测系统,该系统集在线温度测量、数据采集分析和控制功能于一体的现代化高科技产品,可实时在线监测开关柜内温湿度及断路器触头温度,带有LCD显示和上位监控软件。
当柜内温度、湿度超标时,启动加热、排风或除湿功能,保证柜内温湿度恒定在合理范围,提高开关柜的使用寿命。
当断路器触头温度超标时,发出报警信息,提醒操作人员按安全操作规范采取相应安全措施,提高开关柜运行安全性。
技术指标:
每套测温系统配备1个监测主站和6个监测终端,可监测1路柜内温度、1路柜内湿度和6路断路器触头温度;
终端与主站之间采用无线通信,433M或2.4G频段可选,安装方
便,无需布线,不受开关柜结构限制;
军工级测温范围:-20~150℃,误差<±1℃;
满量程测湿范围:0%-100%RH,误差<±3%RH;
LCD显示检测数据、报警信息刷新时间≤1s;
带有实时时钟;
系统主站自带150组历史报警数据记录查询,方便工作人员提供就地查询数据;
系统主站可连通后台上位机,远程查询温湿度数据。
项目水平:国内领先
成熟程度:样机
合作方式:技术入股。
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald41DOI:10.16660/ki.1674-098X.2018.34.041开关柜凝露防治在线监测系统设计①尚光伟 曲晓 惠峥 王鹏 陈庆岩(国网河南省电力公司南阳供电公司 河南南阳 473000)摘 要:电力系统中,开关柜是一种非常重要的电气设备,实际运行中,既要保证电力线路正常开合,又起到保护系统安全的作用。
随着电网规模日益扩大,以及无人值守智能变电站的普及推广,开关柜的安全运行变的越来越重要。
开关柜受潮凝露导致的一系列问题正是影响电网运行可靠性的非常重要的原因。
本文提出的开关柜凝露防治在线监测系统,非常符合智能变电站建设理念,采取防治结合的手段,从多方面入手,从而达到减少凝露现象对开关柜正常运行产生的危害,保障设备运行稳定性。
关键词:开关柜 凝露 在线监测 智能运行中图分类号:TP274.4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2018)12(a)-0041-02①作者简介:尚光伟(1979,5—),男,河南南阳人,硕士,高级工程师,研究方向:电网规划。
曲晓(1976,11—),女,河南南阳人,本科,高级工程师,研究方向:电网规划。
惠峥(1987年8—),男,河南南阳人,本科,工程师,研究方向:电网规划。
王鹏(1989,9—),男,河南南阳人,本科,工程师,研究方向:电网规划。
陈庆岩(1989,12—),男,河南南阳人,本科,工程师,研究方向:电网规划。
凝露现象是一种常见的自然现象,例如从冰箱里刚拿出来的冷饮,很短时间内其瓶壁上就会出现一层水珠,这就是凝露现象。
电网中开关柜设备由于其特殊性,也很容易产生这种现象,柜内电器设备长期在潮湿凝露环境下运行,会导致绝缘特性降低,金属腐蚀,霉菌滋生,容易导致短路或接地故障,如长此以往,设备绝缘性能受损或绝缘击穿,则会给开关设备的安全带来威胁,造成严重事故的发生。
引言随着我国经济的高速发展,发电总量迅速增长,高压电气设备的安全稳定运行对于安全生产是至关重要的。
其中高压开关柜是电力系统中使用最广泛且数量最多的开关设备,其运行状态对整个电力系统的安全可靠性具有重大影响。
目前,绝大多数客户对于高压开关柜的维护仍采用较为传统的定检方式,未能实现由传统的定检向预测性维护的转变。
钛能科技依托先进的云计算、物联网、边缘计算、智能传感等技术,为高压开关柜实现预测性维护提供了全面完整的解决方案。
1现状分析开关柜是使用广泛且数量最多的开关设备,其运行状态对整个电力系统的安全可靠性具有重大影响,常见的开关事故类型有:机械故障(拒分、拒合、误动)、绝缘故障、温升故障(载流)。
在诸多性质的开关柜事故中,绝缘事故多发生于10kV及以上电压等级,造成的后果也很严重,特别是小车式开关柜,绝缘事故率更高,而且往往一台出现事故,殃及邻柜的现象更为突出。
开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿,相间绝缘闪络击穿,雷电过电压闪络击穿,瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、爆炸,提升杆闪络,CT闪络、击穿、爆炸,瓷瓶断裂等。
虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿,但可以导致电介质(特别是有机电介质)的局部损坏。
若局部放电长期存在,在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。
对开关柜进行局部放电监测,不但能够实时掌握开关柜的绝缘状况,还能及时发现诸多潜在的安全隐患,确定绝缘故障的原因及其严重程度。
开关柜母线及出线连接处、动静触头等重要的设备,在长期运行过程中,由于接触不良、接头松动、母线蠕动、表面氧化、电化腐蚀等原因导致接触电阻过大而发热,而这些发热部位的温度无法监测,由此最终导致事故发生。
因此,解决高压设备的过热问题是减少电力事故发生的关键,实现温度在线监测是保证高低压设备安全运行的重要手段。
环境湿度是造成开关柜内凝露的主要原因之一,由环境湿潮造成封闭式开关柜故障也不鲜见,如造成绝缘老化、二次端子短路、金属部件腐蚀等,严重影响着开关柜的安全可靠运行。
高压开关柜的在线监测和故障诊断论文摘要介绍了高压开关柜的故障表现及其原因指出了在线监测的对象和方法,分析了开关柜的特性及其与故障的关系,并介绍了几种故障诊断方法。
关键词高压开关柜在线监测故障诊断1.前言高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。
由于各种原因,引起开关柜运而引发电力系统出现故障,因此对开关柜的运行状态进行在线监测,及时发现故障隐患对累积性故障做出预测,对于保证开关柜的正常运行,减少维修次数,提高电力系统的运行可靠性和自动化程度都有重要意义。
高压开关柜分户外式和户内式两种,10kV及以下多采用户内式。
根据一次线路方案的不同,可分为进出线开关柜、联络油开关柜、母线分段柜等。
10kV进出线开关柜内多安装少油断路或真空断路器,断路器所配的操动机构多为弹簧操动机构或电磁操动机构,也有配手动操动机构或永磁操动机构的。
不同的开关柜在结构上有较大差别,这将影响到传感器的选择和安装。
2.高压开关柜的故障表现及其原因分析通过对近10年来全国高压开关设备运行情况的调查和数据统计,可以知道高压开关柜的故障主要有以下几类:(1)拒动、误动故障这种故障是高压开关柜最主要的故障,其原因可分为两类。
一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成,具体表现为机构卡涩,部件变形、位移或损坏,分合闸铁心松动、卡涩,轴销松断,脱扣失灵。
另一类是因电气控制和辅助回路造成,表现为二次接线接触不良,端子松动,接线错误,分合闸线圈因机构卡涩或转换开关不良而烧损,辅助开关切换不灵,以及操作电源、合闸接触器、微动开关等故障。
(2)开断与关合故障这类故障是由断路器本体造成的,对少油断路器而言,主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。
对于真空断路器而言,表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。
(3)绝缘故障表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿,相间绝缘闪络击穿,雷电过电压闪络击穿,瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸,提升杆闪络,CT闪络、击穿、爆炸,瓷瓶断裂等。
高压开关柜局部放电检测及应用电力行业的发展直接影响着我国经济的发展速度和发展走向。
局部放电问题是高压开关柜所表现出的主要异常问题,因此运用监测仪器对高压开关柜的局部放电问题进行观察,能够有效判断开关柜的情况。
标签:高压开关柜;局部放电;检测及应用引言随着科技进步,经济的发展,我国对于电力的需求与日俱增。
在开关柜的状态检修过程中通常采用局部放电的检测手段,其中有关局部放电的检测方式也是多种多样的,有关任何的一种检测手段都有其不同的优缺点,于是设备检修人员在设备的检修过程中很难判断使用哪种较为合适的检测办法,进而适应当下的市场环境需求。
1高压开关柜局部放电监测技术手段在高压开关柜的实际运行过程中,由于开关柜内部发生的绝缘缺陷问题,会造成某一点形成过电流,从而造成该点的局部放电现象。
随着放电时长的增加,开关柜内部还会产生一定量的电量信息以及非电量信息,这些信息一般为物理现象信息,在物理环境变化过程中表现出来,因此通过对这部分放电信息进行监测,在一定程度上对当前运行环境下的高压开关柜运行状态做出判断。
监测技术主要面对的事实上应当是发生绝缘变化以及局部放电问题后开关柜自身的放电物理参量,这部分物理参量与常态参量之间差距大,因此可以通过监测的方式获取。
在应用环境中的技术条件内部,需要结合测算方式,对放电信号的具体规模、放电位置、放电影响范围等做出精确判断。
结合监测物理量不同,目前应用于高压开关柜状态监测的局部放电监测技术主要为以下几种。
脉冲电流检测法在进行放电信号测量时,可以对部分频率极低的信号进行测算并放大,从而实现检测范围的拓宽,但该技术仅能够应用在离线检测当中,无法实现在线监测;红外检测法是通过红外线技术对高压开关装置外部的电信号规律进行获取,通过红外线的反馈,实现放电覆盖范围的测算,但是由于红外线穿透能力不足,无法应用在开关柜装置内部,因此效果并不理想;化学检测法主要通过对开关柜内部的化学现象发生规律进行分辨,是在线监测技术中检测数据精准度最高的技术手段,但是由于化学测算和分析过程还需要依赖人工,因此缺少时效性和动态性;UHF法则是借助传感器装备,对高压开关柜中的电信号进行获取,并由上位机对信号进行解读和分析,从而做出实时的精确判断。
电力设备运行状态在线监测系统的设计和实现摘要:当前,在改革开放的历史进程中,城镇化的快速发展促进了电力体制的不断更新。
然而,随着现阶段电力需求的不断增长,对电网安全的稳定性提出了更高的要求。
电力设备承担着国家战略发展的重要任务,其稳定性和可靠性具有重要意义。
研究了电力设备运行状态在线监测系统的设计方案,为提高电网运行安全性提供参考。
关键词:电力设备;运行状态;在线监测系统;设计和实现引言输电过程需要根据电力设备的运行情况来完成。
作为智能电网的核心组成部分,电力设备的安全稳定运行将直接影响到整个电网。
电力系统规模和范围的不断扩大对电力设备运行状态监测提出了更高的要求,电力设备运行状态在线监测系统的设计与改进仍是当前研究的重点。
智能电网和动态增容技术的不断发展和完善,为实现电力设备运行状态的实时、高效监控过程提供了强有力的支持。
但由于技术和成本的限制,还存在一些问题,如单点监控、尚未联网形成监控系统等,交互水平有待提高,在实际使用过程中还需要进一步提高,以降低故障率、使用维护成本。
1电力设备运行状态在线监测系统的设计1.1在线监测系统的总体规划电力设备在线监测系统,首先要建立监测基站,选择发电站和发电厂配置相应监测子站。
在监测子站中,要采集每一个通过数据采集器收集到的数据,通过数据模块将数据进行转化处理,定时发送到监测子站,存入统一数据库。
再由监测子站将数据统一传输到中心站上,并入数据库中进行存储。
1.2无线传感器网络设计(1)支持远距离传输,电力设备运行中传送距离一般同电压等级成正比,220KV的输电线路较长,尤其是电力设备电线路可达到上千公里,可能穿越不同的区域,需以不同区域的实际情况为依据对相应监测设备进行部署,重点监测区域间的间隔可能较远,需网络支持远距离传输功能。
(2)灵活的拓扑结构,满足不同线路类型的监测需求,连接不同电力设备的输电线路通常呈线性排布,网络节点(安装于杆塔上)则呈线性拓扑结构,通过采用同塔多回(多回输电线路共用一个杆塔)的方式可节省占地资源,由三相导线和架空地线构成一回线路,在需同时监测多条输电线路的情况下,使局部呈网状网络拓扑结构。
220KVGIS高压开关配电室SF6在线检测系统方案( SF6气体在线监测装置)高压开关配电室SF6在线检测系统的意义:高压开关是电厂、变电站的重要设备之一,为了能够安全可靠地将电力送到国家电网,必须确保高压开关等设备工作正常、可靠运行。
在高压开关GIS设备中,SF6保护气体的密度及微量水分含量都对高压开关是否能够可靠运行起着至关重要的作用,因此,需要对高压开关GIS设备中SF6气体的密度及微量水分含量进行实时检测。
在高压开关保护气体SF6的各项参数中,水分含量是其中十分重要的指标。
为此国家标准GB/T8905《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》、GB7674《72.5KV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》中均对气体的水分含量规定如下:隔室有电弧分解物的隔室μL/L 无电弧分解物的隔室μL/L交接验收值≤150≤500运行允许值≤300≤1000从上表中可以看到,正常运行的高压开关气体中,水分的含量是很低的。
因此,在行业中一般称为气体的微水含量检测。
气体中微量水分对高压开关的影响是很大的,主要表现在:水分含量超标带来的开关绝缘性能降低,导致高压击穿。
因绝缘能力下降在两端电极附近产生局部放电,时间长了导致贯通性闪络;直接影响高压开关的开断性能。
这是由于SF6被电弧分解后形成SF4+、SF2+、SF5+及负离子F2-、F-、SF-,水分的存在对分解物的复合和断口间介质强度的恢复起阻碍作用;电弧分解物和SF6经过水解产生HF和H2SO4,会对某些金属物和绝缘件产生腐蚀作用,影响高压开关的使用寿命。
因此,必须定期检测SF6气体的微水含量值,一般要求为半年检测一次。
在SF6气体微量水分含量的测量上,传统的方法常采用便携式微水测量仪,其缺点是便携式微水测量仪不能对SF6气体微量水分含量进行在线实时测量,只能够定期对微水含量进行测量,在对微水含量进行测量时,需要从气室内放出一部分SF6气体,采用露点仪测量微水含量,一般露点仪要求测量时间为5~10分钟,气体释放流量值5L/min,每次检测带来的气体释放量很大,测试过程比较复杂,不便于操作,并且对于气室较小的SF6开关,更是无法采用此方法进行检测。
开关柜在线监测解决方案
一、背景意义
开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。随着电网的发展和设备技术的提
高,10,35kV系统开关柜在电网中已大量使用。
开关柜的在长期运行中,由于各种客观原因造成开关柜在安装和投运后的过
程中出现电缆搭接处故障、母线故障、触头故障、操作机构故障、避雷器故障
等,从而对电网的可靠运行带来了隐患,直接影响设备的安全稳定运行。
在这样的背景下,本公司开发的最新智能开关柜监测仪采用了最新的在线监
测技术,利用高灵敏度的传感器连续提取能够反映电气设备绝缘状态的信息参
量,根据其数值的大小及变化趋势运用智能技术,对多面开关柜的电缆的温度、
母线桩头的温度、环境温湿度、操作机构的特性及多面开关柜的状态进行实时的
监测,并能实时采集多面开关柜的各电量参数,对电能的质量进行分析与管理,
智能开关柜监测仪对设备的可靠性实时诊断和对剩余寿命做出预测,根据诊断结
果制定出检修方案,为状态维修提供依据。
本产品可长期稳定的工作在高电压、高温度、强电磁干扰等恶劣环境中,设
备均通过了EMC试验检测。智能开关柜监测仪以先进的微处理器为控制核心,采
用高性能的数字式传感器,能准确及时地监测开关柜内温度,断路器的机构特性,
避雷器相关参数,对开关柜因温升和绝缘等原因引起的事故进行预警,为电力系
统安全可靠的运行提供有力的保障。
二、基本原理
智能开关柜监测仪采用多优先级中断服务机制,提高了控制的实时性。装
置下级外置功能单元采用模块化设计,各功能模块相互独立,由智能开关柜监测
仪控制。各功能单元模块分别实现了各类信号的处理测量,通过统一的通讯总线
接口与智能开关柜监测仪连接并实现可靠通信,最终由智能开关柜监测仪实时显
示各种测量参数和设备运行状态。智能开关柜监测仪提供了大容量数据存储及历
史数据查询功能,并可通过USB接口向USB 设备转存记录的历史数据。
智能开关柜监测仪由触摸式液晶显示单元、带电显示及闭锁控制单元、主
控单元、开关量输入接口、操控单元及通讯接口等组成。
三、主要功能
1、人机界面友好,操作简易
1)7’(10’)红外控制触摸式液晶显示屏
2)图标式显示各功能菜单,清晰明了
3)支持触摸方式和导航控制方式,满足客户不同
2、数据接口方式多样化
1)支持标准的MODBUS、IEC61850通讯协议
2)标准的RS485通讯接口
3)标准的以太网接口
4)所有数据可通过USB接口读取
3、断路器状态在线监测功能
通过标准R485接口与智能断路器配合使用,可以满足以下功能:
1) 断路器分合闸监测,储能监测等模块在断路器动作时,可以精确采集到相关
数据,将数据以曲线的形式显示到触摸式液晶显示屏上,参考动作曲线相比
较,判别故障,将采集到的数据保存到存储单元,通过通信接口可将数据上
传给远程监控系统
2) 检测断路器的机械特性,主触头的三相位移曲线
3) 计算断路器合/分闸时间,合/分闸速度,开距,超程等技术参数
4) 在线测量断路器分闸,合闸控制回路线圈电流的波形
5) 在线测量储能回路的电流波形
6) 可保存断路器3万次(20年)以上的各种电气和机械特性曲线,并且随时调
用查看
4、温度在线监测功能
数字化的温度在线监测主要用于在线监测断路器触头温度、电缆温度、开
关柜内母线温度及开关柜内环境温湿度及其变化趋势。当有关指标出现变化时,
给出变化曲线;有关指标达到报警状态时,报警或自动启动报警装置;当有关指
标超标达到危险状况时,报警或自动启动闭锁装置,禁止开关柜断路器动作,以
保障设备和系统的安全。
5、集成电量采集功能
通过标准R485接口与智能多功能网络仪表配合使用, 可测量额定电压,
额定电流,有功功率,无功功率,电度等数据,并通过触摸液晶显示屏实时显示
各种参数
6、电能质量分析及电能管理
通过系统可及时全面了解开关柜实际运行情况和存在的问题,如电压波动、
频率波动、负荷不平衡、电网过载、谐波畸变、电压凹陷等,这些可能会导致用
电设备的损坏,严重的影响产品质量。所以根据实测数据进行电网或用电设施的
预防性维护,可以将电网设备和用电设备损坏下降到最低程度。
6、报警功能
根据检测到的各项数据通过专家诊断系统对开关柜设备进行全面的状态监
测,诊断并给出报警信号。并通过监测仪内置的短信报警模块向指定的手机发送
报警信息。
点击报警信号指示灯,可获取故障信息和操作指南。
四、系统构成
多个智能型开关柜可组成一个供配电系统,通过配置主站监控,能对各个开
关柜的各种参数进行远程监测,并能根据实时负荷远程对智能开关柜进行调度操
作,具体系统结构见下图。
系统结构图
五、技术指标
参数 指标
装置电源 额定电压 AC-DC220V
交流频率 50Hz±5%
整机功率 ≤15W
电
磁
兼
容 静电放电抗扰度 GB/T17626.2:1998 4级 射频电磁场辐射抗扰度 GB/T17626.3:1998 4级 电快速瞬变脉冲群抗扰度 GB/T17626.4:1998 4级 浪涌(冲击)抗扰度 GB/T17626.5:1998 4级 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T17626.6:1998 4级 脉冲磁场抗扰度 GB/T17626.9:1998 5级
配电主站
通讯主网
智能开关柜监测仪
内部通讯子网
温湿
度在
线监
测
机械
特性 在线 监测 电量
采集 避雷 器在 线监 测 短信报警 智能开关柜监测仪 内部通讯子网 温湿 度在 线监
测
机械
特性
在线
监测
电量
采集
避雷
器在
线监
测
短信报警
标准工频磁场抗扰度 GB/T17626.8:1998 5级
阻尼振荡磁场抗扰度 GB/T17626.10:1998 5级
震荡波抗扰度 GB/T17626.12:1998 4级
电压暂降,短时中断电压变化抗扰度 中间时间为200ms,电压暂降和短时中断
30%Ut,装置工作正常
通
讯
功
能 通讯接口 与ANSI标准RS485电气兼容并符合ITU V.11推荐标准;以太网接口 通讯协议 MODBUS RTU/ASCII(IEC61850可选) 信息传输方式 异步传输,以字节为单位。每字节用11位传输,包括:1位起始,8位数据位,1位偶校验位,1位停止位 数据传输波特率 57600bps(MODBUS) 最大传输距离 1500M(MODBUS)
环
境
条
件 运行环境温度 -15℃~50℃ 存储,运输极限环境温度 -20℃~60℃ 相对湿度 ≦95%,无凝露
六、特点优势
本产品是常规开关柜操控仪更新换代产品,以下是常规开关柜操控仪与智能
开关柜监测仪的简要比较:
产品系列 优点 缺点 备注
常规操控仪 将开关柜温湿度、及断路器的操作开关集成于一块操控装置中,装置具有一次方案图显示,开关柜中一次元器件动作能在面板上进行反映。 不能对开关柜内触点运行温度进行监测,对开关
柜常见故障点未
有监测预警
智能开关柜
监测仪
采用真彩触摸式显示屏,一次系统图能全部显示,开关柜内的温度、湿度、机械特性、避雷器状态及电量状态能集中显示及故障预警,防止事故发生,出现问题能通过装置专家库系统迅速找出问题点。 开关柜成套组装时,接线简单,系统和其他单元都是通过有线或无线通讯进行联接,接线简单,减少故障点 造价较高
七、典型解决方案