TE-KGGPD-202開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

      開(kāi)關(guān)柜是電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的提高，10，35kV系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜在電網(wǎng)中已大量使用。

      開(kāi)關(guān)柜的在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于各種客觀原因造成開(kāi)關(guān)柜在安裝和投運(yùn)后的過(guò)程中出現(xiàn)電纜搭接處故障、母線故障、觸頭故障、操作機(jī)構(gòu)故障、避雷器故障等，從而對(duì)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行帶來(lái)了隱患，直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

      絕緣缺陷是造成開(kāi)關(guān)柜故障的主要原因之一，局部放電是絕緣缺陷的主要體現(xiàn)，也是絕緣缺陷進(jìn)一步惡化的主要原因。隨著事故越來(lái)越多的發(fā)生，對(duì)于局部放電的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)越來(lái)越受到重視，隨著電力行業(yè)狀態(tài)檢修的推進(jìn)和現(xiàn)代科技的發(fā)展，為開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)提供了條件和必要的技術(shù)基礎(chǔ)。

     常規(guī)的設(shè)備維護(hù)是以固定周期將開(kāi)關(guān)柜停電進(jìn)行檢修，該種方式投入人力物力大，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)沒(méi)有問(wèn)題的開(kāi)關(guān)柜停電會(huì)對(duì)電力公司的生產(chǎn)進(jìn)度造成影響，而且這種方式具有滯后性，不能實(shí)時(shí)的了解設(shè)備運(yùn)行狀況，開(kāi)關(guān)柜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)能夠*的解決這一問(wèn)題，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備運(yùn)行狀況，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估檢修，能夠節(jié)省大量的人力物力，而且及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免事故發(fā)生。

一、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

1.抗*力高，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

  系統(tǒng)采用多種抗干擾措施，能夠有效的去除現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的干擾，準(zhǔn)確提取局部放電信號(hào)，判斷設(shè)備運(yùn)行狀況；

2.安裝簡(jiǎn)便、快捷

   由于電力行業(yè)的特殊性，不能長(zhǎng)時(shí)間停電施工，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)初按照簡(jiǎn)便快捷的宗旨，無(wú)需改動(dòng)原有設(shè)備結(jié)構(gòu)就能夠快速安裝，且安裝后不影響設(shè)備正常運(yùn)行，維護(hù)簡(jiǎn)單。

3.無(wú)需停電即可查詢(xún)、設(shè)置參數(shù)、維護(hù)

   該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)總線的方式，無(wú)需停電即可對(duì)各單元進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)、參數(shù)設(shè)置。

4.多種監(jiān)測(cè)手段結(jié)合，測(cè)量數(shù)據(jù)更加有效

  采用聲電聯(lián)合測(cè)試（超聲波法和地電波法），通過(guò)聲電數(shù)據(jù)結(jié)合分析，能有效的提取局部放電信號(hào)。

5.多種數(shù)據(jù)分析手段

   系統(tǒng)可顯示實(shí)時(shí)波形、趨勢(shì)圖、頻域分析圖等多種圖形，能夠有效的分析放電種類(lèi)及疑似故障點(diǎn)。

二、系統(tǒng)原理

  2.1基本原理

在高壓設(shè)備有局部放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲、光、電磁波、熱、化學(xué)物質(zhì)等信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的傳感器捕捉到這些信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化為可讀信息，通過(guò)分析該信息得到當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行狀況。

2.2主要檢測(cè)方法

對(duì)于開(kāi)關(guān)柜的局部放電檢測(cè)主要采用兩種方式：TEV（暫態(tài)地電波法）、超聲法

（1） 暫態(tài)地電波法監(jiān)測(cè)原理

高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)生局部放電時(shí)，放電量往往先聚集在與接地點(diǎn)相鄰的接地金屬部位，形成對(duì)地電流，在設(shè)備的金屬表面上傳播。對(duì)于內(nèi)部放電，放電量聚集在接地屏蔽的內(nèi)表面，屏蔽連續(xù)時(shí)在設(shè)備外部很難檢測(cè)到放電信號(hào)，但屏蔽層通常在絕緣部位、墊圈連接、電纜絕緣終端等部位不連續(xù)，局部放電的高頻信號(hào)會(huì)由此傳輸?shù)皆O(shè)備屏蔽外殼。根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，局部放電現(xiàn)象的發(fā)生產(chǎn)生出變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)激起磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又會(huì)感應(yīng)出電場(chǎng)，這樣，交變的電場(chǎng)與磁場(chǎng)相互激發(fā)并向外傳播，形成了電磁波。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部元件對(duì)地絕緣發(fā)生局部放電時(shí)，小部分放電能量會(huì)以電磁波的形式轉(zhuǎn)移到柜體的金屬鎧裝上，因柜體接地，電磁波在開(kāi)關(guān)柜外表面感應(yīng)出高頻電流，利用電容耦合即可測(cè)出放電脈沖信號(hào)。

（2）超聲波法檢測(cè)原理

   高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)生局部放電時(shí)，產(chǎn)生超聲波信號(hào)向外輻射，放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十Hz 到幾MHz，其中頻率低于20 kHz 的信號(hào)能夠被人耳聽(tīng)到，而高于這一頻率的超聲波信號(hào)必須用超聲波傳感器才能接收到。

(3） 聲電結(jié)合法監(jiān)測(cè)原理

將地電波法、超聲波法綜合使用，利用地電波傳感器和超聲波傳感器進(jìn)行探測(cè)，根據(jù)主機(jī)顯示的局放信號(hào)的波形、圖譜及數(shù)據(jù)顯示綜合判斷開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的放電情況或松動(dòng)情況。還可以根據(jù)聲、電信號(hào)的各自的特征判斷開(kāi)關(guān)柜的故障類(lèi)型，能夠利用聲電信號(hào)的相關(guān)性判斷放電信號(hào)的嚴(yán)重性。兩種方法的結(jié)合能提高對(duì)開(kāi)關(guān)柜局部放電信號(hào)監(jiān)測(cè)的全面性和可靠性。

三、 TE-KGGPD-202開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)-系統(tǒng)組成

本監(jiān)控系統(tǒng)主要由安裝在站房?jī)?nèi)的控制器和安裝在各個(gè)開(kāi)關(guān)柜中的不同種類(lèi)檢測(cè)器組成。每個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)分上中下三層。上層為控制設(shè)備；中層為開(kāi)斷裝置；下層為電纜層并有母線與中層設(shè)備連接。本系統(tǒng)在下層安裝局部放電傳感器。

4.1  TEV（地電波）傳感器

TEV測(cè)量法是目前測(cè)量開(kāi)關(guān)柜zui有效的方法，該系統(tǒng)在開(kāi)關(guān)柜箱壁上安裝TEV能夠有效測(cè)量開(kāi)關(guān)柜局部放電。

主要技術(shù)參數(shù)：

         測(cè)量頻帶：30-100MHz

         測(cè)量靈敏度：-10dBmV

         測(cè)量范圍：-10-50 dBmV

4.2超聲波傳感器

 超聲波傳感器能夠接收到開(kāi)關(guān)柜內(nèi)由于局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。

 主要技術(shù)參數(shù)：

             中心頻率：40kHz

             測(cè)量靈敏度：-60dB

             測(cè)量范圍：-60dB ～ 18dB

4.3現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元可安裝在開(kāi)關(guān)柜室一側(cè)墻上，一臺(tái)監(jiān)測(cè)單元可完成12臺(tái)（共24通道）開(kāi)關(guān)柜監(jiān)測(cè)，連接電纜通過(guò)電纜溝連接至各開(kāi)關(guān)柜中的傳感器。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、信號(hào)處理、波形顯示、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、報(bào)警提示等功能。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元主要技術(shù)參數(shù)：

4.5遠(yuǎn)程信息平臺(tái)（可選）

 該系統(tǒng)可提供將數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程信息平臺(tái)，根據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)規(guī)約傳輸數(shù)據(jù)，能夠在辦公室等數(shù)據(jù)終端讀取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。

五、軟件界面

5.1局部放電軟件界面

運(yùn)行于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)單元，具有對(duì)局部放電信號(hào)的在線數(shù)據(jù)接收、處理及存貯、局部放電的歷史趨勢(shì)圖顯示及報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、動(dòng)態(tài)趨勢(shì)圖等功能。