一、概述
GIS是氣體絕緣開關(guān)裝置（Gas Insulated Switchgear）的英文縮寫，為近幾十年發(fā)展起來(lái)的高、精、尖輸變電設(shè)備。它利用SF6氣體良好的絕緣性能，把斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、PT、CT、避雷器、母線、進(jìn)出線套管、電纜終端等封閉地組裝在一起。GIS由于其占地面積小，以及高度的可靠性被廣泛應(yīng)用。但從運(yùn)行情況看，事故和故障仍然時(shí)有發(fā)生。故障主要由于加工，裝配，運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝產(chǎn)生的缺陷引起，同時(shí)運(yùn)行中的部件老化和操作位移等也是故障發(fā)生的重要因素。
GIS局部放電主要由下列缺陷引發(fā)：
● 載流導(dǎo)體表面缺陷
如毛刺，尖角，等引起導(dǎo)體表面電廠強(qiáng)度不均勻，這種缺陷通常在制造或安裝時(shí)造成的，在穩(wěn)定的工頻電壓下不易引起擊穿，但在操作或沖擊電壓下很可能引起擊穿。
● 絕緣子表面缺陷
如制造質(zhì)量不良，絕緣子有氣泡或裂紋，安裝遺留下的污跡，塵埃等。 GIS筒內(nèi)在制造和安裝過(guò)程中存在的自由導(dǎo)電微粒。
● 導(dǎo)體部分接觸不良
針對(duì)上述問(wèn)題，我公司自主研發(fā)了ATJF911GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該設(shè)備基于超聲波和UHF超高頻原理設(shè)計(jì)，使用超聲波和UHF傳感器。該設(shè)備連接超高頻（UHF）傳感器時(shí)，頻帶寬度：300MHz-1500MHz。該設(shè)備能夠自動(dòng)識(shí)別傳感器類型，在不同類型傳感器間轉(zhuǎn)換。對(duì)于某種缺陷的診斷，如懸浮微粒，超聲波檢測(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于通常的電氣試驗(yàn)，這種懸浮微粒在新安裝的或大修后的GIS中，可能導(dǎo)致閃烙或擊穿。UHF特高頻法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的測(cè)量技術(shù)，它采用測(cè)量GIS內(nèi)絕緣隱患在運(yùn)行電壓下輻射的電磁波來(lái)判斷GIS內(nèi)部是否發(fā)生局部放電，UHF特高頻法的最大優(yōu)點(diǎn)是可有效地抑制背景噪聲，如電暈等產(chǎn)生的電磁干擾。UHF信號(hào)頻率高，具有很強(qiáng)的穿透性，在經(jīng)過(guò)絕緣子時(shí)，可以通過(guò)絕緣子與金屬法蘭的接縫到達(dá)GIS外部，因此可在盆式絕緣子外部測(cè)量GIS內(nèi)部的UHF信號(hào)。
二、局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的意義
該產(chǎn)品可滿足對(duì)絕緣開關(guān)裝置（GIS）內(nèi)部發(fā)生的局部放電現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)和診斷。通過(guò)附加于GIS外部的外置傳感器或使用已有的內(nèi)部傳感器來(lái)獲取的GIS內(nèi)部的局放信號(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)的診斷分析來(lái)判斷GIS的運(yùn)行狀況，并對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行顯示和記錄。對(duì)異常狀態(tài)做出報(bào)警，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理，并為設(shè)備的故障分析、性能評(píng)估、合理使用和安全工作提供信息和準(zhǔn)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
三、局部放電監(jiān)測(cè)原理
局部放電發(fā)生時(shí)，電磁波的信號(hào)根據(jù)GIS結(jié)構(gòu)反復(fù)進(jìn)行傳播、反射、折射、遲延、衰減等現(xiàn)象，通過(guò)盆式絕緣子（絕緣件）放射到外界。
通過(guò)GIS絕緣子泄漏的電磁波，通過(guò)高靈敏度內(nèi)置型或外置型傳感器，進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)傳感器檢測(cè)GIS內(nèi)部局部放電激發(fā)的電磁波信號(hào)，檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、射頻前置放大器和檢波器后，由高速數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行采樣、存儲(chǔ)、數(shù)字信號(hào)處理與分析，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)光纖上傳至主處理器單元；主處理器單元通過(guò)在其上運(yùn)行的故障診斷專家系統(tǒng)根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元送來(lái)的的數(shù)據(jù)，組建故障模式數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)GIS的絕緣狀態(tài)進(jìn)診斷，并以多種方式顯示放電指紋特征數(shù)據(jù)；在主處理器單元上存儲(chǔ)的局部放電歷史測(cè)量數(shù)據(jù)可供工作人員及遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)查詢。GIS局放超高頻檢測(cè)原理如圖3-1所示。
正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)可隨時(shí)在線監(jiān)測(cè)、記錄GIS的狀態(tài)，并利用診斷系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。當(dāng)GIS出現(xiàn)異常時(shí)，該系統(tǒng)快速采集、處理故障數(shù)據(jù)，同時(shí)完成在線計(jì)算、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警、分析報(bào)表和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。
4. 特點(diǎn)
● 同類產(chǎn)品中性價(jià)比最好
● 操作簡(jiǎn)單方便，具有友好的操作界面
● 可使用外置和內(nèi)置傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)GIS內(nèi)部的局放信號(hào)
● 使用噪聲天線可對(duì)外部噪音信號(hào)進(jìn)行識(shí)別提高了PD信號(hào)識(shí)別的可靠性
5. 應(yīng)用功能
5.1 設(shè)置功能
● 輸入/輸出/自動(dòng)同步設(shè)置
● 故障閥值設(shè)置
● 故障密度設(shè)置
● 探測(cè)閥值設(shè)置
● 顯示閥值設(shè)置
● 噪聲通道設(shè)置功能
● 相位偏移功能（應(yīng)用A，B，C相角）
● 顏色設(shè)置（最大6線性階段色彩調(diào)節(jié)）
● 三維圖譜厚度設(shè)置
● 實(shí)時(shí)信號(hào)周期顯示（二維/三維圖譜），顯示1/60周期內(nèi)的數(shù)據(jù)
● 實(shí)時(shí)峰值數(shù)據(jù)顯示，顯示PD數(shù)據(jù)峰值圖譜
● 實(shí)時(shí)平均數(shù)據(jù)顯示，顯示PD數(shù)據(jù)的平均值圖譜
● 實(shí)時(shí)PRPD（峰值－分解－相位顯示），顯示PD數(shù)據(jù)的峰值－分解－相位圖譜
5.3 存儲(chǔ)功能
● 歷史數(shù)據(jù)管理（歷史紀(jì)錄）：每15分鐘對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄一次（900秒）。
● 故障管理（故障記錄）：當(dāng)發(fā)生故障是便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，或以事件閥值事件密度的形式記錄。
● 歷史數(shù)據(jù)檔案查找
● 故障檔案查找
● 二維/三維圖譜查找
● 三維順時(shí)針旋轉(zhuǎn)功能
● 三維逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)功能
● 三維頂/底方向旋轉(zhuǎn)功能
● 二維/三維轉(zhuǎn)換功能
● 每個(gè)通道恢復(fù)/暫停功能。
6. 局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案
局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)傳感器、服務(wù)器和遠(yuǎn)方信息中心三大部分組成。傳感器完成對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的測(cè)量，將信息量送到服務(wù)器進(jìn)行集中分析、顯示以及告警，并將數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)方信息中心進(jìn)行全面的監(jiān)視和分析。這種結(jié)構(gòu)不僅使整套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常清晰和簡(jiǎn)潔，也使得各子系統(tǒng)功能完整獨(dú)立，任何一個(gè)監(jiān)測(cè)單元異常不會(huì)影響其它設(shè)備正常工作。采用統(tǒng)一的RS-485數(shù)據(jù)接口規(guī)范，大大提高了系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性。
局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有兩種方案，一種是智能型局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一種是非智能型局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
6.1 智能型局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
智能型局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案圖如圖6-1所示。
6.2 非智能型局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
智能型局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案圖如圖6-2所示。
7、系統(tǒng)框圖
該項(xiàng)目的系統(tǒng)框圖如圖7-1所示。
8、技術(shù)指標(biāo)
局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)如表8-1所示。
9、配置清單
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