箱式变电站综合在线监测解决方案.doc

箱式变电站在线监测解决方案一、背景意义箱式变电站又称户外成套变电站或组合式变电站(以下简称“箱式站”)，是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。在箱式变电站长期运行中，由于各种客观原因造成箱式变电站在安装和投运后的过程中出现以下问题：电缆搭接处故障、母线故障、操作机构故障、避雷器故障、变压器故障、箱式变电站内凝露问题引发的绝缘闪络故障、防水防火问题、防盗问题等，从而对设备本身的安全及电网的可靠运行带来了隐患，直接影响设备的安全稳定运行。在这样的背景下，本公司开发的最新智能箱变监测仪采用了最新的在线监测技术，利用高灵敏度的传感器连续提取能够反映电气设备绝缘状态的信息参量，根据其数值的大小及变化趋势运用智能技术，对电缆的温度、母线桩头的温度、箱变内环境的温湿度及操作机构的特性、避雷器的放电次数、箱变内烟雾、变压器的温度、低压剩余电流及当前状态进行实时的监测，对设备的可靠性实时诊断和对剩余寿命做出预测，根据诊断结果制定出检修方案，为状态维修提供依据。本产品可长期稳定的工作在高电压、高温度、强电磁干扰等恶劣环境中，设备均通过了EMC试验检测。智能箱变监测仪以先进的微处理器为控制核心，采用高性能的数字式传感器，能准确及时地监测箱变内各点的温度湿度，开关的机构特性，避雷器相关参数，对箱变因温升和绝缘等原因引起的事故进行预警，对箱变安全防盗进行实时监控，为电力系统安全可靠的运行提供有力的保障。二、基本原理智能箱变监测仪采用多优先级中断服务机制，提高了控制的实时性。装置下级外置功能单元采用模块化设计，各功能模块相互独立，由智能箱变监测仪控制。各功能单元模块分别实现了各类信号的处理测量，通过统一的通讯总线接口与智能箱变监测仪连接并实现可靠通信，最终由智能箱变监测仪实时显示各种测量参数和设备运行状态。智能箱变监测仪提供了大容量数据存储及历史数据查询功能，并可通过USB接口向USB 设备转存记录的历史数据。智能箱变监测仪由触摸式液晶显示单元、带电显示及闭锁控制单元、主控单元、开关量输入接口、操控单元及通讯接口等组成。三、主要功能1、人机界面友好，操作简易1）7（10）红外控制触摸式液晶显示屏2）图标式显示各功能菜单，清晰明了3）支持触摸方式和导航控制方式，满足客户不同2、数据接口方式多样化1）支持标准的MODBUS、IEC61850通讯协议2）标准的RS485通讯接口 3）标准的以太网接口4）所有数据可通过USB接口读取3、断路器机械特性在线监测功能通过标准R485接口与智能断路器配合使用，可以满足以下功能：1） 断路器分合闸监测，储能监测等模块在断路器动作时，可以精确采集到相关数据，将数据以曲线的形式显示到触摸式液晶显示屏上，参考动作曲线相比较，判别故障，将采集到的数据保存到存储单元，通过通信接口可将数据上传给远程监控系统2） 检测断路器的机械特性，主触头的三相位移曲线3） 计算断路器合/分闸时间，合/分闸速度，开距，超程等技术参数4） 在线测量断路器分闸，合闸控制回路线圈电流的波形5） 在线测量储能回路的电流波形6） 可保存断路器3万次（20年）以上的各种电气和机械特性曲线，并且随时调用查看4、温度在线监测功能数字化的温度在线监测主要用于在线监测断路器接点温度、电缆温度、箱变内高低压母线温度、箱变内环境温湿度及其变化趋势。当有关指标出现变化时，给出变化曲线；有关指标达到报警状态时，报警或自动启动报警装置；当有关指标超标达到危险状况时，报警或自动启动闭锁装置，禁止断路器动作，以保障设备和系统的安全。5、变压器在线监测功能产品通过检测变压器的运行温度及变压器的各种状态，判断变压器工作是否正常，对出现异常情况进行报警，并能通过箱变内装设的智能箱变监测仪可给出处理建议，为箱变的检修及维护提供信息与依据。6、集成电量采集功能 通过标准R485接口与智能多功能网络仪表配合使用， 可测量额定电压，额定电流,有功功率，无功功率，电度等数据，并通过触摸液晶显示屏实时显示各种参数7、报警功能根据检测到的各项数据通过专家诊断系统对箱变内设备进行全面的状态监测，诊断并给出报警信号。并通过监测仪内置的短信报警模块向指定的手机发送报警信息。也可通过手机对箱变的安防进行布防和撤防，有效的保证了箱变的安全，点击报警信号指示灯，可获取故障信息和操作指南。四、系统构成通过箱式变电站内的智能箱变监测仪的通讯接口可与主站进行联接，配电主站能对各个箱变内的各种参数进行远程监测，并能根据实时负荷远程对智能箱式变电站进行调度操作，具体系统结构见下图1。五、技术指标参数指标装置电源额定电压AC-DC220V交流频率50Hz5%整机功率15W电磁兼容静电放电抗扰度GB/T17626.2:1998 4级射频电磁场辐射抗扰度GB/T17626.3:1998 4级电快速瞬变脉冲群抗扰度GB/T17626.4:1998 4级浪涌（冲击）抗扰度GB/T17626.5:1998 4级射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T17626.6:1998 4级脉冲磁场抗扰度GB/T17626.9:1998 5级标准工频磁场抗扰度GB/T17626.8:1998 5级阻尼振荡磁场抗扰度GB/T17626.10:1998 5级震荡波抗扰度GB/T17626.12:1998 4级电压暂降，短时中断电压变化抗扰度中间时间为200ms，电压暂降和短时中断30%Ut,装置工作正常通讯功能通讯接口与ANSI标准RS485电气兼容并符合ITU V.11推荐标准；以太网接口通讯协议MODBUS RTU/ASCII(IEC61850可选）信息传输方式异步传输，以字节为单位。每字节用11位传输，包括：1位起始，8位数据位，1位偶校验位，1位停止位数据传输波特率57600bps(MODBUS)最大传输距离1500M(MODBUS)环境条件运行环境温度 -1550存储，运输极限环境温度 -2060相对湿度95%，无凝露六、特点优势本产品是常规开关柜操控仪更新换代产品，以下是常规开关柜操控仪与智能箱变监测仪的简要比较：产品系列优点缺点备注常规操控仪将开关柜温湿度、及断路器的操作开关集成于一块操控装置中，装置具有一次方案图显示，开关柜中一次元器件动作能在面板上进行反映。不能对开关柜内触点运行温度进行监测，对开关柜常见故障点未有监测预警智能箱变监测仪采用真彩触摸式