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      過電壓在線監控裝置
      [ 來源:   發布日期:2014-01-07 10:38:31  責任編輯:成都星宇節能技術股份有限公司  瀏覽次 ]

      產品編號:
      8810335716
      產品名稱:
      過電壓在線監控裝置
      規  格:
      產品備注:
      產品類別:
      自動化產品
       
          產 品 說 明 

       

      隨著社會經濟的迅速發展,對電網運行的安全性和可靠性提出了更高的要求。
      運行經驗表明,在10KV110KV電力系統中,經常發生一些不明原因的異,F象,如短路、跳閘、高壓熔絲熔斷、電壓互感器燒損、設備損壞甚至出現與避雷器并列運行的設備損壞等,特別在雷雨季節發生更頻繁。例如雷雨季節中變壓器雖在各級避雷器(該避雷器事后進行試驗正常)的保護下卻莫名其妙的損壞。為了掌握發生異,F象的規律和依據,有效分析異常原因,必須對運行系統中出現的過電壓的捕捉和分析。
      對于電力系統過電壓的監測,現有的故障錄波器由于頻率響應不夠,很難監測到很多過電壓發生的真實情況。因此,成都星宇節能技術股份有限公司自主研發了高性能的過電壓在線監測裝置,實現過電壓發生時,能完整準確地記錄過電壓的實際變化過程,并保存過電壓的波形和數據,為科研及運行人員分析事故原因提供可靠依據。
      二、系統結構
      過電壓在線監測系統在三相母線上每相分別安裝一只分壓器,從分壓器低壓臂得到的電壓信號通過同軸電纜傳輸到過電壓在線監測裝置。過電壓在線監測裝置接收到觸發信號后進行模數轉換并將波形數據存入CF卡,最后通過光纖通道上傳到后臺系統進行存儲和分析。其系統結構圖如下:

      過電壓在線監測系統示意圖
      2.1高壓分壓器:

      高壓分壓器采用阻容式結構,其標準符合國家標準GB/T4704-92,是高低壓變換裝置,通過它連接一次系統和二次裝置,耐短時沖擊電壓不小于電網額定電壓的10倍,其線性范圍不小于5-6倍的額定運行電壓。高壓分壓器要將高壓側輸入端的50Hz---20MHz的信號不失真地傳輸到低壓輸出側,要求分壓器要有良好的頻帶寬度,而一般電壓互感器不具備這樣的技術特性。國內的高壓分壓器最多做到0-1MHZ響應帶寬,響應周期為1μs。針對1.2/50 μs雷電波,波頭時間1.2μs,而國內1μs的響應周期,最多傳輸1個采樣點導致信號失真,無法真實捕捉雷電波形。而本系統采用國外最新技術的高壓分壓器,0-7MHZ的響應帶寬,響應周期達0.14μs。針對1.2/50 μs雷電波,最多傳輸8個采樣點保證信號不失真,足以捕捉任何類型的過電壓波形。
      2.2高頻同軸電纜

      用高頻同軸電纜作為從分壓器到過電壓在線監測裝置的連接信號線,避免了信號的頻率失真和幅度失真。其高頻特性阻抗為50Ω,通頻帶為0-1000MHz,其長度不大于150米。
      2.3過電壓在線監測裝置

      過電壓在線監測裝置是一套嵌入式微電腦智能化儀器。它具備高速連續采樣、連續存儲、大容量記錄、波形再現、數據通訊、數據聯網等功能。采樣頻率設定為10MHz?杀O測所有內部、外部過電壓。啟動門檻為1.5倍額定電壓(此值可設定)。數據存儲格式為國際通用的電力系統暫態數據交換格式,可記錄故障前1/2周波,過壓存故障13個周波,平均每個周波能采集1020萬個數據,可存儲2000 個過電壓記錄文件。
      三、系統功能特點
      高的采樣頻率:實時采樣頻率可達20 MHz。采樣頻率從1000Hz到20 MHz范圍內可以設定。 
      10 MHz采樣頻率下可記錄過電壓前后共400ms波形,前后記錄時間可以設定;在1 MHz采樣頻率下,可記錄8s(400個工頻周期)波形;記錄周期數,可隨采樣頻率降低倍數成比例增長。 
      具備多個同步采樣通道,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。 
      電壓事件啟動:可在波形的峰值或波形上升時間改變等條件下,啟動一次記錄。 
      同時滿足在線監測與現場試驗要求。 
      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:0~7MHZ的模擬輸入帶寬。 
      采集全過程可對采樣頻率、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。 
      通過電磁兼容試驗與環境耐受試驗。 
      四、裝置技術指標 
      采樣頻率:最高實時采樣率可達20 MHz。采樣頻率從1000Hz到20 MHz范圍內可以設定。 
      采樣精度:12位 A/D 
      測量誤差:對于上升時間1μs波形,脈沖幅值誤差<5%,時間長度誤差<5%。 
      記錄時間長度:10 MHz采樣頻率下可記錄過電壓前后共800ms波形,前后記錄時間可
      設定;在1MHz采樣頻率下,可記錄8s(400個工頻周期)波形據;記錄周期數,可隨采樣頻率降低倍數成比例增長。 
      記錄容量:CF卡容量最大可達16GB,可保存至少2560次采樣頻率為5MHz、記錄長度為10周波的過電壓波形非壓縮數據.
      對時接口:1路RS-485差分接口的IRIG-B(DC),支持IEEE 1588 V2。
      電源電壓:AC 220V。 
      工作溫度:-25℃~+55℃,相對濕度:0% ~95%(不結霜)。
      五、典型案例
      5.1雷電過電壓

      圖5.1直擊雷過電壓波形
      圖5.1是某220kV變電站采集到的一組直擊雷過電壓波形,過電壓發生前三相基本穩定,雷擊后,三相波頭部分有明顯的向上尖峰,上升時間約為6微妙,其中波頭A相陡度最大,為156kV/μs。A相過電壓倍數為5,B相為4,C相為2.3,此次雷擊應該是A相線路受雷擊,其它兩相受到感應,故波形形狀相似。在雷擊過后,電壓波形有小幅度震蕩,很快電壓就恢復了正常。該變電站的保護保護設備避雷器處于正常狀態,能迅速地把雷電過電壓降低到工頻附近。
      5.2工頻過電壓

      圖5.2 工頻過電壓波形圖
      圖5.2是某110kV變電站采集到的一組工頻過電壓,從圖中可以看出三相工頻電壓相序基本保持不變,三相電壓包絡線趨于正常,最大過電壓倍數為1.5倍。三相同時小幅低頻振蕩,在此后的一段時間內出現了多次工頻過電壓升高現象。
      5.3諧振過電壓

      圖5.3a諧振過電壓波形圖

      圖5.3b A相諧波分析圖
      圖5.3a是某110kV變電站采集到的一組過電壓,由歷史數據得知這次諧振過電壓共持續了大約50多分鐘,是一組典型的諧振過電壓。如圖5.3b所示,A相頻譜,2、3、4、5、6、7、9、10有明顯的尖峰,其中4、5倍頻較其它幅值更大,其它兩相相似。由圖可看出,時域波形變形,A相幅值0.625倍,其它兩相1.6倍左右,接近線電壓。這組過電壓發生前狀況未觸發儀器記錄。
      5.4 單相接地過電壓

      圖5.4 單相接地過電壓波形圖
      圖5.4是某110kV變電站采集到的一組過電壓,是一組很明顯的單相接地事故。很明顯B相接地,A、C兩相升高至線電壓1.85倍附近,這次過電壓共持續了大約20分鐘。 

       

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