1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)共分為三層
層為監(jiān)測層,首先由相應(yīng)的傳感器和信號取樣調(diào)理模塊對鐵芯的接地電流進行在線檢測,然后將采樣調(diào)理后的信號送入AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,AD將轉(zhuǎn)換后的電流信號送入DSP進行處理后就得到了鐵芯的泄漏電流參數(shù),從而實現(xiàn)了現(xiàn)場就地完成信號的提取、數(shù)字化處理。
第二層為主控層,是指放在變電站保護室內(nèi)的控制單元(主IED),監(jiān)控主機通過RS485總線來與現(xiàn)場采集單元(子IED)通信,將各監(jiān)測單元的監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控計算機或服務(wù)器存儲,以供遠程訪問。
第三層為遠程訪問管理層,管理部門(客戶端)通過內(nèi)網(wǎng)就可以對系統(tǒng)進行遠程訪問,從而實現(xiàn)了遠程監(jiān)測。
2.系統(tǒng)擴展性
本系統(tǒng)配置的主IED及站端后臺系統(tǒng),為本站其他監(jiān)測項目的信息接入帶來方便,如避雷器在線監(jiān)測、容性設(shè)備在線監(jiān)測可實現(xiàn)無縫接入。
3.基本原理和監(jiān)測參數(shù)
3.1基本原理
主要由取樣傳感器、信號處理單元、主機等組成一套監(jiān)測裝置。其中取樣傳感器一對一安裝在監(jiān)測設(shè)備上,采集單元為每組設(shè)備配置一臺安裝對應(yīng)設(shè)備本體上,主控單元置于現(xiàn)場或者與后臺主機置于系統(tǒng)主屏柜內(nèi)組成主站系統(tǒng),置于變電站主控室。
3.2技術(shù)指標(biāo)
監(jiān)測參數(shù) | 監(jiān)測范圍 | 監(jiān)測精度 | 分辨率 |
鐵芯接地電流 | 1mA~10A | ±(2.5% ×測量值) | 0.1mA |
環(huán) 境 溫 度 | -20℃~65℃ | ±1% | |
環(huán) 境 濕 度 | 0-99% | ±5% |
注:DL/T 596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗導(dǎo)則》中規(guī)定:鐵芯絕緣正常時,接地電流不大于0.1A。
備注:國網(wǎng)鐵芯技術(shù)規(guī)范:鐵芯接地電流超過100mA時要求報警.
4、信號傳感器
穿芯式取樣即傳統(tǒng)的傳感器取樣方式,也稱電流傳感器,有著比較成熟的理論和經(jīng)驗。相對于提高互感器準(zhǔn)確度的補償方法也有多種,包括高精度的電流比較儀和零磁通電流互感器等等。但對于單匝穿心式微電流(毫安級,微安級)傳感器的研制和開發(fā),仍然需要做大量細致的研究工作。對于此種電流傳感器小電流的應(yīng)用,一方面要求其準(zhǔn)確性高,另一方面又要有良好的抗電磁力和長時間的穩(wěn)定性。因此,選擇正確的誤差補償方法是關(guān)鍵問題所在。
電流傳感器采用補償?shù)姆椒ǎ褪且獪p小激磁電流的影響,提高精度。如果沒有激磁電流,電流傳感器將工作在理想狀態(tài),電流遵循嚴格變比,一次電流和二次電流相差180度,不存在角差和比差,這就是所謂的“零磁通”狀態(tài)。只不過這種狀態(tài)只是理想化的,實際上,如果沒有激磁電流,鐵芯中就不會有磁通,從而無法建立一次和二次的能量傳遞關(guān)系,電流傳感器不能在此狀態(tài)下工作。但通過正確選擇補償方法,可以將鐵芯中磁通降到極低的程度,達到近似“零磁通”的狀態(tài)。
穿芯式傳感器使用了基于“零磁通”原理的穿芯式微電流傳感器,采用高導(dǎo)磁率鐵芯,具備良好的線性度及完備的屏蔽措施,滿足m電流信號的采集,具有的抗力。
技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)
指標(biāo)名稱 | 穿芯式 |
輸入電流 | 1mA–10A |
輸出電壓 / 電流 | ±0-7V |
精度(級) | 0.1 |
工作頻率(Hz) | 49–51 |
工作電壓(DC) | ±12V |
電流穿孔直徑(mm) | Φ60 |
外形尺寸(mm) | 190 × 120 × 80 |
適用設(shè)備 | 主變鐵芯接地電流監(jiān)測 |
5.數(shù)據(jù)采集單元
系統(tǒng)所監(jiān)測的對象工作在變電站比較惡劣的環(huán)境之中,如強電、磁場,操作過電壓的干擾等。而在較早投入運行的類似在線監(jiān)測系統(tǒng)中,絕大部分都是在后端(即主控室內(nèi)的計算機系統(tǒng))來完成數(shù)據(jù)信息采樣的,信息的傳輸是模擬量的小信號長距離傳輸。這種模擬量的小信號易受外部環(huán)境的干擾,由于等效電容的存在和不能確定,有可能使得所測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,波動較大,因此全數(shù)字傳輸取代傳統(tǒng)的模擬量傳輸是發(fā)展趨勢。
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為數(shù)字量的網(wǎng)絡(luò)化傳輸提供了可能。前端模塊完成對反映電氣設(shè)備狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)信息進行采集、計算和發(fā)送。