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      YZGY-2X電網過電壓監測系統
        概述

           隨著配電網建設的迅速發展,過電壓對配電網安全的影響越來越受到重視。運行經驗表明,在10 kV~500kV電力系統中,10kV系統過電壓事故率較高。近年來,各級供電局10kV配電網的電氣設備絕緣事故時有發生,盡管在實際系統中安裝了大量避雷器等過電壓保護裝置,但當出現過電壓事故時,由于沒有監測裝置,難以確定事故原因是由于過電壓幅值或陡度超過設備的承受能力,或者設備的絕緣水平降低所造成,還是保護裝置有問題,這些使得分析判斷變得十分困難。
           電力系統現有的故障錄波裝置是從電壓互感器獲取過電壓信號,測量精度和頻率響應差,對很多過電壓不能監測。因此,為了正確分析事故原因,需要研制一種高性能、自動化的實時在線監測系統,以便能夠監測電網中出現的內部過電壓和大氣過電壓,以及實時判斷電網中有無過電壓出現,在過電壓發生時能完整記錄下過電壓發生前后的實際變化過程。此外,也可以根據該系統捕獲并保存的過電壓發生前后的電壓波形參數,例如頻率、幅值與波形的陡度等,結合現場的實際情況以及其他記錄手段,實時或事后再現過電壓的發生過程,以便分析過電壓的頻率、類型和導致過電壓的原因,為電力系統進行事故分析提供科學真實的依據。它對于研究判斷電氣設備的絕緣強度、檢修周期,設備改進和系統改造、過電壓對電力系統的影響方式和程度以及過電壓的防范等,都具有重要的指導意義。
          10kV配電網系統過電壓包括大氣過電壓和內過電壓。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過電壓1個周期,則要求采集卡有較大的存儲深度。但是,如果采樣的數據太長,就會降低著整個裝置的響應時間,因此對硬件的要求也比較高。
          本YZGY-2X型過電壓在線監測系統主要是針對35KV母線或10KV母線、固定式的,三個分壓器3路輸出信號進入信號調理單元,采集一段母線的三相對地電壓,調理單元有二次分壓、觸發電路、信號采集子系統和電光轉換,每套系統最多可采集四段母線即有四個信號調理單元;在信號隔離單元經光電轉換、隔離后通過交換機的匯總以網絡的形式和工控機通訊,完成信號的采集、存儲和即時顯示;分析軟件可以調用已保存的信號數據文件,進行任意時間點波形的顯示,以及實現對波形的多種操作和分析,具備示波器的功能。
      系統功能
      • 實時在線監測、自動跟蹤電力系統內外過電壓,能在過電壓發生時完整、準確地同時記錄過電壓波形及相關信息;
      • 高的采樣速率:實時采樣率可達20 MS/s。采樣速率從1KS/s到20 MS/s范圍內可以設定;
      • 每通道8M大容量板載內存;
      • 具備3個同步采樣通道,可記錄母線A、B、C三相波形。每通道獨立工作,滿足雷電、操作、諧振和工頻過電壓的記錄要求;
      • 啟動錄波電壓:額定電壓的1.5倍(可任意設置);
      • 具有波形復原功能,可對波形進行操作(如拉伸、縮放、通道選擇等),附帶的兩組光標使測量更方便、更準確,具有良好的可擴展性;
      • 采用SQL server數據庫,可查詢并顯示過電壓歷史數據;
      • 響應帶寬:0~1MHZ的模擬輸入帶寬;
      • 采集全過程可對采樣速率、采樣深度、輸入阻抗、參考位置及保存路徑等參數手動或自動設置;
      • 運行過程實現自動化、智能化,可實現運行過程中無人值守自動進行。
      技術特點
      • 對于瞬態雷電過電壓信號亦能有效采集,(對于波形1.2μs的上升時間,可大于10個采樣點進行描述),對于其他暫態電壓波形,亦能有效采集;
      • 較好地解決了瞬態信號測量的高采樣速率與存儲容量的矛盾;
      • 系統具有良好的寬頻響應(從工頻至MHz級),頻帶響應良好;
      • 采用預觸發技術與觸發相結合技術,解決了瞬態過電壓信號的觸發時延問題;
      • 采用美國國家儀器公司的LabVIEW開發平臺,系統具有長期運行穩定性。
      系統組成說明
      硬件部分  
            硬件電路主要是為了實現信號的實時采集,獲取過電壓信號(可以采集工頻電壓),使整個系統穩定、可靠地工作。本系統硬件以工業控制計算機為核心,配備弱阻尼高壓分壓器、信號調理單元、信號隔離單元和機柜。
      分壓器
          為獲取從母線上分壓出來的低電壓信號,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,以利于采集高頻雷電沖擊波形。該系統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,低壓信號就是從它兩端取得的。

      35KV分壓器技術指標:
      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:下限溫度和上限溫度高15K范圍內,電容溫度系數的絕對值應不大于5×10-4K-1。
      6. 方波響應時間? <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度:2500V,時間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分壓器技術指標:
      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:下限溫度和上限溫度高15K范圍內,電容溫度系數的絕對值應不大于5×10-4K-1。
      6. 方波響應時間? <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度:2000V,時間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。
      一體化工業控制計算機

         采用一體化嵌入式工業控制機,結構緊湊,便于安裝調試及維護。高抗干擾設計,保證了設備的可靠運行及記錄數據的安全存儲.操作簡單,該設備出廠以基本配置完善,現場可免操作。
      專用分析軟件包

        過電壓專用分析軟件功能強大、界面友好、操作方便,可將本裝置錄制的電壓數據文件進行波形顯示、合成、導出、打印、運算分析等,為用戶分析故障原因提供最大的幫助,并可將數據文件轉換為符合“電力系統暫態數據交換格式(COMTRADE)”的文件,供其它軟件或裝置使用。
      安裝示意圖
      安裝圖1 安裝圖2 安裝圖3
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