GZPD-23D系列分布式GIS局部放電監測
及閃絡定位系統--技術說明
一、概述
GZPD-23D系統是我公司結合多年局部放電監測技術研發及工程技術服務的豐富經驗、吸取GZPD-234系列診斷型局部放電監測系統及國內外類似產品的技術亮點、用戶評價度而研制出的分布式GIS局部放電監測與閃絡定位系統。
GZPD-23D系統集成高性能數據采集單元、無線傳輸、邊緣計算、分布式組網、故障數據庫等技術理念,成功應用于GIS耐壓試驗、GIS帶電運行狀態等態勢下的局部放電短期監測及閃絡定位。
二、系統原理
氣體絕緣金屬封閉開關設備(Gas-insulated Switchge ar, 下文皆用GIS英文簡稱)由導體、盆式絕緣子、絕緣套管、電流互感器、電壓互感器、斷路器、接地外殼等部件構成,其滅弧室處于接地金屬外殼中。六氟化硫(SF6)是GIS的絕緣介質和滅弧介質,在均勻電場中其絕緣強度約為空氣的3倍,滅弧能力約為空氣的100倍。因此,GIS具有結構緊湊、占地面積小的優點。除此之外,GIS還具有設備重心低、結構穩固、抗震性能好、耐污穢能力強、維護方便等優點。
然而,在GIS制造、裝配、運輸以及運行過程中,由于加工不良、碰撞、沖擊、分合操作等因素,其內部會產生絕緣缺陷。典型絕緣缺陷包括導體或殼體處金屬物突出、絕緣體內部氣隙、懸浮電極和自由金屬顆粒等。在試驗電壓或額定電壓作用下,當絕緣缺陷處集中的電場強度達到該區域的擊穿場強時,就會出現局部放電(Partial discharge, PD)現象。局部放電是GIS絕緣劣化的主要原因,也是GIS絕緣故障的先兆。因此,監測局部放電信號可在故障前監測出絕緣缺陷,是確保GIS以及電力系統安全穩定運行的重要手段。
根據發生局部放電時產生的物理信號,GZPD-23D系列分布式GIS局部放電監測及閃絡定位系統采用超聲法或特高頻法實現局部放電信號的監測,并基于相對幅值法或時間差法實現閃絡定位。局部放電源定位有助于檢修人員快速準確地確定故障位置,有利于針對性地進行設備檢修并節省維修的時間和費用。
三、系統構成
GZPD-23D系列分布式GIS局部放電監測及閃絡定位系統主要由以下三部分構成:
1、智能監測單元:內置超聲波或特高頻局部放電傳感器、信號調理電路(具備信號放大、濾波、A/D轉換功能)、傳輸模塊、電源模塊及授時單元,實時采集GIS局部放電信號,具備邊緣計算能力,通過無線傳輸方式上傳本地分析結果至客戶端;
2、工業路由器:實現多個智能監測單元分布式組網,實時接收智能監測單元采集結果并上傳至客戶端,支持高網絡包收發;
3、客戶端(上位機):具備智能監測單元控制配置、數據接收及智能分析功能,支持脈沖波形、PRPD圖譜、局部放電基本參數等顯示,可實現局部放電類型識別、局部放電源定位、自動保存等功能;
四、功能特點
1、滿足DL/T555《氣體絕緣金屬封閉開關設備現場耐壓及絕緣試驗導則》對GIS局部放電監測及擊穿局部放電源定位的技術要求;
2、局部放電試驗。局部放電監測有助于檢查多種絕緣缺陷和絕緣弱點,因而它是現場耐壓試驗很好的補充;
3、擊穿局部放電源的定位。在耐壓試驗(包括凈化試驗)過程中,應盡可能使用擊穿局部放電定位技術。常用定位法有光輻射、聲紋振動、甚高頻等三類信號的監測技術;
4、適用于GIS耐壓試驗或帶電狀態下短期癥監護時局部放電監測及閃絡定位;
5、傳輸方式靈活。具備有線及WIFI、4G/5G無線通訊方式,滿足長距離監測需求,大幅降低人力成本,提高監測效率;
6、智能監測單元內置授時模塊,保證各智能監測單元高精度時鐘同步;
7、系統軟件內置GIS典型局部放電類型數據庫及專家識別系統,結合神經網絡、局部放電特征參量實現絕緣缺陷類型識別;
8、支持脈沖波形、PRPD圖譜局部放電基本參數等顯示;
9、基于相對幅值法或時間差法實現局部放電源和閃絡定位;
10、智能監測單元內置充電電池,系統采用低功耗設計,可連續工作8小時以上,方便戶外使用;也可外接充電寶,保證長時間現場工作;
11、具備采集數據自動保存、信號回放、歷史數據查詢等功能;
12、現場安裝方便,系統根據監測點數的可擴展性強,大幅提高交接試驗及狀態檢修的效率。
五、技術參數
序號 | 類別 | 名稱 | 指標 |
1 | 智能監測單元 | 采樣率 | 30MS/s |
采樣精度 | 12bit | ||
供電方式 | 內置鋰電池,可連續工作8小時以上 | ||
傳輸距離 | ≥1000m | ||
定位精度 | ≤0.5m | ||
授時精度 | <1μs | ||
同步方式 | 無線同步 | ||
其他 | 過電壓保護、抗干擾功能 | ||
2 | 超聲波傳感器 | 頻率范圍 | 20k~200 kHz(可據監測需求定制) |
動態范圍 | 70dB | ||
線性誤差 | ≤±5% | ||
峰值靈敏度 | >75(V/(m/s)) | ||
3 | 特高頻傳感器 | 頻率范圍 | 0.3G~1.5GHz(可據監測需求定制) |
平均有效高度 | ≥11mm(可據監測需求定制) | ||
動態范圍 | 60dB | ||
監測靈敏度 | ≤7V/m(17dBV/m) | ||
4 | 無線同步 | 通訊頻率 | 2.4GHz |
傳輸距離 | 2000m | ||
相位誤差 | 0.1° |
六、配置清單
序號 | 名 稱 | 數量 |
1 | 系統操控單元(含筆記本電腦、系統軟件等) | 1臺 |
2 | 工業路由器 | 1臺 |
3 | 智能監測單元 | 按需配置 |
4 | 無線天線 | 按需配置 |
5 | 緊固帶 | 按需配置 |
6 | 充電器 | 按需配置 |
7 | 耦合劑 | 2支 |
8 | 出廠檢測合格證 | 1份 |
9 | 第三方機構出具的檢測報告(可按需選擇第三方機構和檢測項目) | 1份 |
10 | 使用說明書 | 1份 |
11 | 售后服務承諾函 | 1份 |
12 | 出廠標準配置清單 | 1份 |