基于WAPI可信无线局域网的变电站电气设备监测方案-v1.0

2025年4月07架构说明架构说明l变电站综合诊断系统作为子系统采用一体化集成设计，系统时遵循DL/T860标准，实现与变电站信息一体化平台交互信息。整体方案统采用分层设计，分别为综合诊断层、WAPI可信无线局域网传输层、感知层。l综合诊断系统遵循DL/T860标准与间隔层设备通信，提供站内运行的人机界面，实现状态监测数据的展现，包括实时数据、历史数据、趋势判断和设备状态预警等功能。l网络传输层，有WAPIAP、AC、AS等组成WAPI可信无线局域网，所有终端接入均需要国密证书授权，数据传输经过国密加密。l感知层设备现场安装在被监测主设备本体上，均内置低功耗WAPI模组，数据通过WAPI可信无线局域网传回主站，无需布线，施工简洁。 01Gls监测 GIS局部放电在线监测系统专为GIS设备的绝缘状态监测而设计，运用内/外置UHF传感器技术实时监测GIS内部的局放信号，通过后台对信号进行分析和处理，评估GIS的绝缘状态，判断缺陷类型和缺陷的大致位置，并给出维护建议，避免绝缘故障，减少停机时间和维护成本。传感器集成低功耗WAPI模组，通过可信WLAN局域网数据回传，免布线安装，施工简单。l二维波形及三维相位图谱技术，直观显示放电状态l局部放电数据自动记录与回放l局部放电故障模式自动识别与严重程度评估l局部放电历史发展趋势分析与评估l系统故障自检自恢复功能l高可靠性、高灵敏度的UHF传感器，传感器平均等效高度≥16mm，超过其他同类产品l超宽动态范围的局放采集单元（-75～-5dBm动态范围高达70dB，使其能监测GIS内部微弱的局部放电信号，同时能够减少UHF传感器的布点数量，提高了经济性。l强大的干扰信号抑制，采用“噪声统计分析”方法配合软硬件滤波、屏蔽等手段，对变电站中常见的电晕放电干扰和移动通讯等频段的干扰信号，可以有效抑制。l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线安装简洁。工作频段2.4GHz通信协议WAPI无线传输频率范围300-2000MHz检测信号灵敏度优于-60dBm发射功率平均待机功率平均运行功率最远传输距离发射电流≤60mA休眠电流工作电流0.2AP5变电站一次设备状态量就地监测和数字化数据上传功能的智能监测仪表，主要包括：SF6数字化密度表、避雷器数字化泄漏电流表、变压器数字化油温计、变压器数字化油位计、变压器数字化气体继电器、互感器数字化油压计。数字化远传表计集成低功耗WAPI模组，可通过WAPI可信无线局域网实时数据回传，无需布线，安装简单。SF6微水密度在线监测系统用于监测GIS/GIL中SF6气体的微水、密度、压力、温度、露点等参数，通过动态的数字压力和微水等监测的数据变化来精准的反映开关内部气体质量恶化趋势变化情况，且能实现数据在线远传功能，实时反应GIS/GIL内部运行状况，为用户状态预防性检修提供科学依据。SF6微水密度传感器集成低功耗WAPI模组，可通过WAPI可信无线局域网实时数据回传，无需布线，安装简单。l精准的数字式密度微水监测技术l安全预警，对设备运行趋势的诊断和状态检修l通过网络随时随地访问和监视各开关气室状态数据l自动绘制状态变化趋势图l数字式解决了各类报警闭锁值的通用和替换性l采用的压力传感器在线性度和温度补偿、数字校准、反应速度和稳定性上领先于同行业其他知名厂家，在制作工艺上通过精密温度补偿及独特的传感器应力隔离技术组装而成，与不锈钢外壳正、负腔焊接为一体。实现在不同海拔、不同气象状态下对压力正确的数据测量和自动补偿，并取得了国家发明专利。l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线安装简洁。系统参数参数值压力范围0.000MPa～1.000Mpa压力精度±0.5%F.S.密度范围0.000MPa～1.000Mpa密度精度±0.5%F.S.微水范围10~20000μL/L微水精度温度范围温度精度±0.5℃露点范围露点精度±2℃;分辨率：0.1℃工作频段2.4GHz，通讯协议IEC61850、Modbus-RTU、WAPI无线通信防护等级IP65OM.Y300SF6泄漏监控报警系统是针对电力系统中各种电压等级的SF6开关站/开关室设计的一款SF6绝缘气体泄漏的在线式监测产品。集开关站室内环境中SF6浓度和氧气含量、温度、湿度监控功能于一身的综合监控报警系统，具备风机联动控制功能和调度中心的远程告警功能。有效的保障了检修、运维人员进入GIS开关室的安全监控后台风机报警器SF6报警主机风机报警器WAPI无线局域网l高精度、高可靠性的SF6红外光谱吸收检测技术，对比传统电化学检测原理有更高的检测精度，同时寿命更长（可达8年）l扩散式采集，24h在线监测，每个GIS间隔/开关柜独立安装lSF6/O2二合一传感器，对设备本体的SF6气体泄漏全天候实时监测l具备温、湿度在线监测功能l支持热插拔：系统运行中可任意增减监测单元数量，维护或监测单元扩充时不会终止系统的正常运行,项目后期维护或扩建极其方便l适用于高寒、高海拔、高湿地区：产品特殊的防盐雾处理工艺，产品自2009年投放市场以来，广泛应用于西藏高海拔地区、极端低温地区、海上风电高湿高盐雾地区，产品运行稳定l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。SF6测量范围1~3000ppmv，检测精度＜5%F.S.SF6超限报警点1000ppmv，可100～1000之间设置氧气测量范围1～25%检测精度＜1%F.S.缺氧报警点18.00%可15.0～18.5%定义风机启动点19.60%可由用户设置温度检测范围-30～+99℃,检测精度±1℃湿度检测范围1～99%RH，检测精度±1%RH工作频段2.4GHz通讯协议IEC61850、Modbus-RTU、WAPI无线通信避雷器绝缘在线监测系统，在设备处分布安装一系列集成WAPI低功耗模组的智能监测单元，实时监测变电站避雷器的绝缘状态参数，通过站内可信WAPI无线局域网实现全站数字化通信，通过监测IED实现与远方监测平台数据交互和远方监测管理。系统结合在线监测数据、巡视数据、设备缺陷数据等对设备健康状况进行评价和分析，实现对避雷器运行状态实时在线分析和诊断，制定设备维护和状态检修策略。l高精度单匝穿芯式传感器l全数字、一体化的就地智能监测单元l超强抗电磁干扰能力l稳定可靠的同步技术l先进的介质损耗算法l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。全电流测量范围100uA~50mA，±（2%读数+5uA）阻性电流测量范围10uA~10mAmA，±（2%读数+5uA）阻容比值0.05~0.5，±2%+0.01运行温度雷击次数记录500次谐波电压通讯频段2.4GHz通讯方式485有线、WAPI无线传输 01Gls监测 变压器油中溶解气体在线监测系统是用于电力变压器油中溶解气体的在线分析与故障诊断，适用于各种电压等级的电力充油变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。其可实现自动定量循环清洗、进油、油气分离、样品分析，数据处理，实时报警；快速地在线监测变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性，装置集成WAPI模组，支持通过站内WAPI可信无线局域网将数据回传至主站。l无钢瓶设计，不需要每年更换载气，大大减少了售后维护量，并且没有高压容器在变压器旁，设备安全性得到充分保障，没有任何安全隐患l无真空泵式真空脱气方式：脱气率稳定，无污染，无排放l无循环泵式定量清洗循环取样方式，真实地反应变压器油中溶解气体状态l返油技术先进，油样脱气过程中不接触色谱载气，避免了含有载气的变压器油返回到变压器本体，影响变压器的运行l独立的箱体内部温湿度控制单元，消除地区和季节等因素对设备运行产生影响l油气分离时间为15分钟，完成一次检测时间为40分钟左右，检测周期可由用户自行设置l遵循IEC61850通讯规约，支持远程数据传输，可直接接入电力系统监控网络。支持以太网∕光纤接口，可实现全数字、远程数据传输、控制和参数设置l抗干扰性能高：采用光电隔离等多种技术提高抗干扰能力，电磁兼容符合相关标准l现场可用标油自动标定，并具有自动清洗功能l光声光谱法：采用半导体激光器技术与光声光谱技术，检测故障气体时可精准避开交叉干扰，测量精度高,重复性好，寿命更久l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。稳定性（测量偏差）偏差不超过10%稳定性（测量偏差）偏差不超过10%静电放电抗扰度电快速瞬变脉冲群抗扰度浪涌（冲击）抗扰度存储运输极限环境温度外壳的防护性能IP56外形尺寸宽585mm×深425mm×高1010mm整机重量125kg基础尺寸宽700mm×深380mm×高300mm取样方式循环取样油气分离方式真空全脱气方式数据存储寿命配备载气量气源发生器检测方法色谱柱法、光声光谱法工作环境湿度相对湿度5～95%大气压力70kPa～110kPa工作电源AC220V±10%，50Hz分析诊断功能三比值法、大卫三角法及立方体图示法对监测数据进行分析、诊断，并提供原始谱图最小检测周期检测参量检测范围(μL/L）测量误差限值±2μL/L或±30%±30%C2H20.5～5±0.5μL/L或±30%±30%CH4,C2H4,C2H60.5～10±0.5μL/L或±30%±30%CO25～100±25μL/L或±30%100～5000±30%CO225～100±25μL/L或±30%100～15000±30%总烃（C1+C2）±2μL/L或±30%20～4000±30%H2O（可选）O2(可选)30~5000ul/l总含气量0.2~15%水活性1~1aw油温监测40~80℃变压器铁芯/夹件接地电流在线监测系统实时监测变压器铁芯、夹件对地泄漏电流。采集装置集成低功耗WAPI模组，利用WAPI可信无线局域网实现全站数字化通信，通过监测IED实现与远方监测平台数据交互，可以实时监测变压器的绝缘状态，反映变压器铁芯、夹件绝缘劣化速率，弥补变压器铁芯、夹件绝缘电阻测量的不足。实现对变压器设备运行状态实时在线分析和诊断，为变压器检修提供依据。l高精度单匝穿芯式零磁通传感器，抗干扰能力强l全数字式、一体化的就地智能监测单元l先进的硬件平台技术l真正意义上的分层分布式系统结构l优化的系统设计，全面的在线监测系统解决方案，有效的预警功能l可向部署在网省的数据分析诊断系统发送监测数据l可按照默认模式自动生成信息报表，用户可轻松编辑报表多个用户终端可根据其权限获得相应的信息l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。泄漏电流测量范围测量精度0.1mA~50mA范围时测量值*1%+0.5mA）50mA~30000mA时测量值*0.5%+1mA）通信协议IEC61850、Modbus-RTU、WAPI无线网络工作电源AC220V±10%，50Hz防护等级IP65变压器套管绝缘在线监测系统是对变压器套管等电容性设备的绝缘状态参量进行连续实时或周期性自动监测装置。采用全数字零磁通智能监测传感器，实时监测变压器套管的绝缘状态参数，内置WAPI低功耗模组，实现全站数字化通信，通过现场监测IED与监测系统实现数据交互，通过专家系统对变压器套管设备的健康状况进行评价和分析，实现对变压器套管绝缘性能及运行状态实时在线分析和诊断，制定关于变压器套管绝缘性能的检修策略，制定关于变压器维护和状态检修策略。l采用高频阻尼器件，确保雷电窜入弱电系统不造成损坏l电磁耦合单匝穿芯安装方式，不改变原有接线，满足设备的接入安全l就地数字分析和屏蔽处理，杜绝了传输与电磁干扰的影响l满足多种的通讯规约，接口丰富并具有很强的兼容性和可扩充性l实时在线监测全电流、介损、电容量l采集单元能在不影响主设备状态下投运、退出，不影响主设备的正常运行l全数字式采样，精度高、抗干扰能力强l压铸铝合金材质封闭设计，防水防尘，抗干扰，适用于室外恶劣环境l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。参数监测范围精度全电流有效值2mA~200mA±（标准读数×1%+0.1mA）100mA~1000mA电容量100pF~50000pF±（标准读数×1%+1pF）介质损耗因素0.001~0.3±（标准读数×1%+0.001）谐波电压测量范围35kV~1000kV环境温度相对湿度不超过95%通信方式WAPI无线网络基于声纹识别的电力设备在线监测系统，通过传声器监测设备运行时的声纹信号，对变压器（电抗器）运行状态进行在线监测，从多方面掌握设备实际运行情况，优化变电站系统的管理，对提高设备的检修效率、可靠性，延长设备使用寿命都有重要的现实意义。l将现有的声纹识别理论引入到故障诊断领域，提取设备各种状态下声音信号中所包含的声纹特征，实现设备状态全面感知l采集器内置DSP声纹降噪算法和独有的声音分层技术l采用深度学习算法对变压器进行设备状态在线侦听和故障预警，可视化操作平台l将故障诊断问题转换为图像识别问题，提高声纹模式识别的模型训练速度及识别速度，进而避免了人工提取特征的不确定性，同时节省了故障诊断时间。l基于声学指纹的变压器状态智能诊断系统可24小时实时诊断，同时支持特定音频分析，可以更进一步提高识别精度和广度。l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。灵敏度>10mV/Pa检测频带20Hz~20kHz采样率通道采样率＞48kHz位深度＞16bit动态范围非接触式传感器单元的动态范围上限高于110dB，下限低于40dB；接触式传感器单元的动态范围上限高于120dB，下限低于40dB；总谐波失真率不大于3%指向性全向型或单向型线性误差通道一致性高偏差时间偏差＜0.2ms通信方式WAPI无线通信变压器套管局部放电监测系统采用脉冲电流法从变压器高压侧套管末屏接地线用罗高夫斯基线圈耦合信号，同时采取综合方法滤除各种不同类型的干扰信号，获得真实有效变压器内部及套管的局部放电。实时有效的监测变压器的运行状况，为变压器的检修提供维护建议，传感器集成WAPI低功耗模组，通过站内部署WAPI可信无线局域网将数据回传至主站平台。l局放监测部分具有独特有效的传感器定向耦合软件甄别脉冲特性抗干扰技术，现场抗干扰能力强，监测数据准确可靠l超高速采样，完美显示原始脉冲波形l先进的虚拟仪器技术，采用PC-DAQ系统结构，功能强大，灵活性强，便于扩展多参数监测和多台设备巡回监测，且便于维护和升级l提供实时显示，放电工频周期、二维、三维谱图分析，趋势分析、设置报警、历史查询及生成报表等功能l可定时自动实时在线监测，也可手工进行查询分析；数据可利用网络远传，实现对设备的远程状态监测、分析与诊断l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。输入通道3通道（4、6、7、8通道可选）A/D转换精度带宽限制3MHz~30MHz的模拟输入带宽可选触发方式内同步/外同步外经尺寸400mmX300mmX210mm额定功率25W工作温度-40℃~75℃防水等级IP65通信协议IEC61850、Modbus-RTU、WAPI无线通信 01Gls监测 开关柜断路器机械特性在线监测系统开关柜断路器机械特性在线监测系统采用了低功耗WAPI通信方式、微处理器、传感技术、数据库管理技术对运行中的开关柜断路器进行实时在线监测，评估开关柜健康状态、识别潜在缺陷。监测的主要参数包括：分合闸电磁铁线圈电流、储能电机电流、触头行程（选配）等参量。l在线监测分合闸电磁铁线圈电流l在线监测储能电机电流l在线监测辅助节点状态l分析电流波形特征参数l分析行程波形特征参数l分析振动波形特征参数l通过网络平台实现远程集中管理和监测l配置灵活，组网方便，可兼容多种通讯协议l强电磁兼容l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。参数指标分合闸电流传感器采样率10KSPS,0-25A,精度1%储能电流传感器采样率1KSPS,0-50A,精度1%行程传感器采样率10KSPS,精度1%振动传感器(可选)采样率5-50KSPS通信方式有线：485总线无线：WAPI功耗使用寿命开关柜局部放电在线监测系统专为开关柜设备的绝缘状态监测而设计的，运用（特高频、高频、暂态地电波、超声）传感器实时监测开关柜内部的局放信号,通过站内WAPI可信无线局域网，将数据传回后台主站，通过后台对信号进行分析和处理，评估开关柜的绝缘状态，判断缺陷类型和缺陷的大致位置，并给出维护建议，避免绝缘故障，减少停机时间和维护成本。l监测系统采用开合式传感器，结构紧凑，拆卸安装方便不需要停电，可以很方便的对重点站、重点设备、异常设备进行长期监测l采用高性能FPGA处理器，可连续采样50个工频周期以上的数据，12Bit分辨率的高速采样、存储l带通滤波技术与噪声识别及剔除算法联合运用，可有效识别局放信号l可检测5pC以上局放信号l支持WAPI可信无线局域网传输，无需布线，安装简洁。参数名称技术参数采样分辨率12Bit通信方式WAPI无线通信采样时间段可连续采集TEV传感器动态范围1-60dBmV频率范围3-100MHz工作电源AC220V设备功耗绝缘强度2000VACRMS，50Hz持续1min工作环境工作温度存储温度相对湿度不大于95%RHUHF传感器带宽300~1500MHz动态范围70dB 01Gls监测 电缆护层环流在线监测系统实时监测高压电缆护层环流、运行电流、接头温度，并对数据进行综合分析处理，能够准确识别多点接地、接地电流异常、三相环流抵消不均衡、接头发热超出正常范围等故障，并及时报警，内置WAPI通信模块，实时数据回传，具备历史曲线图，为分析电缆线路长期运行稳定性提