2022年2022年架空线路故障在线监测系统技术方案 .pdf
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1、文件编号:HR/WJ7.2-13a 架空线路故障在线监测系统 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 23 页 - - - - - - - - - 特 别 提 示尊敬的客户:衷心感谢您选用本公司的产品!我们承诺在保证产品性能及品质的同时,将竭诚为您提供完善的技术服务。为了让您更好地使用本产品,请仔细阅读以下提示内容。 地址:北京市昌平科技园区超前路 37 号 电话: (010)69720731,69720732 传真:(010)69729052 网址: http:
2、/ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 23 页 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a I 目 录 一、项目背景及实现的意义 . - 1 -1.1 项目背景 . -1 -1.2 项目实现的意义 . -1 -二、线路故障在线监测系统介绍 . - 2 -2.1 系统配置、结构及实现原理. -2 -2.1.1 单套系统基本配置 . - 2 -2.1.2 系统结构 . - 2 -2.1.3 系统原理 . - 8 -2.2 技术参数
3、. -9 -2.2.1使用环境及气候条件 . - 9 -2.2.2 通讯式故障指示器技术参数 . - 10 -2.2.3 通信终端技术参数 . - 10 -2.3 产品功能 . - 11 -2.3.1 通讯式故障指示器功能 . - 11 -2.3.2 通信终端功能 . - 11 -2.4 主站系统(包括局方现有的配网自动化系统) . - 11 -2.4.1中心站基本功能 . - 12 -2.4.2后台软件功能(可选) . - 12 -2.5 系统安装 . - 13 -2.5.1通讯式故障指示器的安装与拆卸 . - 13 -2.5.2通信终端的安装 . - 15 -2.5.3中心站的安装 . -
4、 16 -2.6 系统调试与维护 . - 16 -三、系统引用的技术标准. - 17 -四、系统方案拟定必须了解的线路参数 . - 18 -4.1 线路参数调研 . - 19 -4.2 安装点线路图和统计表示例 . - 20 -名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 23 页 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 一、项目背景及实现的意义 - 1 -一、项目背景及实现的意义1.1 项目背景经济的发展与人民生活品质的提高对配电
5、网建设提出了更高的要求,配网自动化则是提高配电网管理水平和提高供电可靠性的最重要手段之一。我国配电网错综复杂,容易发生故障;尤其是接地故障,由于其隐性特性,很难查找。有时不得不通过拉分段开关并试送电确定故障所在区域,对线路、设备运行的安全性极为不利。使用传统的故障指示器实现线路故障分段定位,故障信息不能远传,不具备故障自动定位功能,需要人工巡线,增加了故障查找难度和时间;利用高集成度的配电终端实现配网的故障识别、故障隔离、网络重构及配网的无功/ 电压控制和优化运行等功能,这种方案当然是配网自动化一个重要选择,但安装运营比较复杂,在有些地点难以推广。因此,通过简单、成本低廉的通信手段将故障指示器
6、所采集到的故障信息上传到自动化主站系统,从而实现故障区段的自动定位是十分必要的。 1.2 项目实现的意义线路故障在线监测系统综合运用了太阳能取电、无线通信及信息网络等现代科学新技术。该系统能实时准确地在线监测线路状态,并将所采集到的故障报警、停送电状态等信息发送回主站中心;主站对信息进行数据统计、分析、拓扑计算,确定故障区域,从而引导工作人员迅速准确找到故障点。本系统的应用为提高相关工作人员的效率、减轻劳动强度提供了一种强有力的手段;同时,故障点的信息会通过短消息发送到供电局生产管理部门、线路专工、 线路维护负责人等设定的相关人员的手机上,能有效提高线路故障检测的自动化水平,及时为线路安全性能
7、监测提供科学有效的依据,为电力的输送及减人增效提供条件。总之,该项目的实施对于配网自动化的应用具有极大的意义。 提高配电网运行水平,自动实现故障定位; 方便快捷查找故障点,避免了事故进一步扩大; 极大的减轻了工作人员的劳动强度,节省了大量人力、物力; 缩短由于故障引起的停电的次数和时间,减少用电损失; 提高了供电可靠性、自动化、信息化水平; 在线实时检测线路运行各种状态,为线路正常运行提供了有力保障。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 23 页 - - -
8、- - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 2 -二、线路故障在线监测系统介绍2.1 系统配置、结构及实现原理2.1.1 单套系统基本配置架空通讯式故障指示器 若干组(3只/ 组) 架空通信终端 若干台 信息处理终端 1台 计算机(中心站) 1台 中心站软件(可选配成区域主站) 1 套 安装工具 按标准配送(1 套/100 只) 2.1.2 系统结构线路故障在线监测系统是一套可具有远程分布监测、集中管理、 即时通知型的智能化故障管理系统。它使现有故障检测技术得到一个飞跃,它融合了线路故障检测和通信传输技术。通过将信息发到工作主站并在主站完
9、成故障的拓扑定位、显示与告警通知, 使线路故障点的定位、查询变得更加快捷。一个供电公司所有线路只需要一个工作主站。如下图所示,该系统由通讯式故障指示器、通信终端和工作主站等部分组成,其中工作主站由信号接收终端、主站软件、计算机和手机组成。 通讯式故障指示器挂装于线路上,主要由故障检测、分析算法、触发告警、无线射频通信、电源等功能模块组成。主要作用是检测送电、停电、接地、短路等线路信息,并通过短距离无线射频通信名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 23 页 - -
10、 - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 3 -传输到通信终端。故障指示器三只为一组,利用专用安装工具,可直接带电安装和拆卸。 故障指示器平常处于节电休眠状态;当线路状态发生变化时,检测功能模块触发分析算法功能模块;分析算法功能模块将采集到的信息进行分析、计算和处理后,确定线路是否发生了送电,停电,短路和接地状态变化;如果确定状态变化,则启动触发告警功能模块并通过无线射频发射模块将信息安全准确地发送出去,通信终端收到此信息后,返回一个“收到”信号,故障指示器接收到这个信号后,恢复到休眠状态。 通讯式故障指示器采用太阳能作为主电源、
11、锂电池与超级电容作为后备电源的双重供电模式。正常工作时装置采用太阳能供电,并且对后备电源进行储能;只有在阴雨天或太阳光照不足的情况下才启动后备电源供电。按每天发生一次故障核算,后备电源可以确保20个阴雨天气对装置持续供电。 通信终端 主要由MCU 处理单元、GSM/GPRS 远程通信、短距离无线射频通信和光伏供电处理等功能模块组成。主要作用:与故障指示器双向射频通信,完成信息的交互,包括对指示器的参数配置、控制及接收指示器的故障信息;与主站通过GSM/GPRS 等方式完成通信,包括接收主站的命令、控制及向上主动上报指示器与终端的各种运行信息和检测到的信息。终端安装在距通讯故障指示器小于100
12、米的电杆上, 直接利用抱箍固定。 每台通信终端在100 米范围内可以配套多组通讯式故障指示器。 通信终端采用太阳能作为主电源、充电电池与超级电容作为后备电源的双重供电模式。在晴朗的白天,太阳能电池板能够为其提供充足的能量,同时对后备电源进行充电;在夜晚和阴天时,通信终端由后备电源进行供电。 信息处理终端主要作用: 与通信终端通信并进行协议转换,提取通信终端发来的信息或向通信终端转发后台的信息;与后台进行通信,将信息转发给通信终端或向后台转发通信终端发来的信息;在主站完成故障判断需要将故障信息通过短信告警时,通过移动通信网络将信息发送到设定的手机上,便于相关工作人员对线路故障进行及时处理。 计算
13、机 具体配置要求: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 23 页 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 4 -服务器:Intel 奔腾 CPU双核 2.6G 以上、内存 4G以上、硬盘 160G以上、至少一个串行接口 ( COM1口)和 USB插口; 操作系统:2003、 2008 标准版或企业版; 显示器; 键盘 / 鼠标 / 光驱 / 多孔插座; 中心站软件 由三大部分:系统管理、应
14、用平台和管理平台。系统管理主要是对中心站软件操作权限的管理,如中心站软件的菜单、管理成员权限、配置等信息的设置;应用平台主要是现场设备运行相关的信息配置管理,如历史报警查询、终端与指示器的安装信息、安装点的逻辑图编辑等;管理平台主要是对故障判断后报警处理的管理,如接收发送信息的设置、告警复位等。 信息处理终端接收到安装在故障点附近的通信终端的数据后,对数据进行规约转换,提取应用数据并交给后台分析处理。在一个故障确定后,主站软件在图表上显示故障站名、线路名称、 报警时间;并在线路图上闪烁提示报警;同时用短信通知值班人员。 软件具有综合判断功能,线路发生故障时,同一个变压器的同一段母线下的线路都会
15、有反应,通过对于各条线路以及同一条线路各相之间的反应情况,在主站做综合判断,这也能提高故障检测的可靠性;软件支持分布式数据库,可查寻历史记录;软件支持B/S 结构( Browser/Server,浏览器/ 服务器模式),将系统功能实现的核心部分集中到服务器上,客户机上只要安装一个浏览器(Browser ),即可通过浏览器访问服务器上的信息;软件工作界面是一套人性化、易学易懂、偏于维护的智能化管理系统。 初始界面为: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 23 页
16、 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 5 -输入正确的用户名和密码后,进入系统: 系统管理:主要是对用户资料进行管理,可以实现用户增加/ 删除,修改用户的权限,查看在线用户以及用户的登陆日志等功能,方便管理员针对不同的用户设置不同的权限! 修改密码: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 23 页 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障
17、在线监测系统介绍 - 6 -应用平台:包括报警查询、运行记录、逻辑图、节点信息,终端信息等选项。在此,系统管理员可以进行修改和设置指示器与终端相关信息、查询报警记录及编辑逻辑图等操作。 节点查询:查询编辑故障指示器安装点与号码。 终端信息查询:可以浏览编辑当前现场终端的安装情况及相互之间的逻辑管理。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 23 页 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 7
18、-线路图浏览: 线路图浏览可以直观查看各条线路的当前状态和报警信息,系统管理员可以用它的线路图编辑功能,根据实际情况调整各个报警的位置。 管理平台:查询已接收信息、已接受的短信息,已发送的信息,以及复位节点状态! 发送到巡线员的短信查询: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 23 页 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 8 -接收的信息查询: 复位: 2.1.3 系统原理系统监测及报
19、警原理:当线路发生短路,接地、停电和送电等运行状态变化时,故障指示器检测到变化的信号,通过短距离射频信号传输到通信终端;再经由通信终端通过GSM/GPRS 将信息发送到工作主站。主站电脑通过线路颜色的变化闪烁直观显示故障所在区段;同时弹出对话框提示报警;并以短信息的形式发送故障信息到巡检员手机。故障检测原理: 以计算速度达到每秒钟500 万次单片机作为检测单元的处理核心,可以准确测量名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 23 页 - - - - - - - -
20、 - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 9 -线路电流,所有测量均为数字方式,不用模拟电路作为判据,干扰少,精度高。在设置故障指示器的启动参数时,需要先分析所按照线路的电压等级、线路长度、对地电容电流等情况,然后设置最合理的启动值。 短路检测原理:配电线路发生相间短路时,相当于两个电源直接短接,变电站和故 障点直接的回路上会流过很大的电流,同时变电所的继电保护装置会按照实现设定的规则启动保护,使得线路跳闸断电。因此,短路故障判据有4 个条件: ( 1)线路中出现突变电流 It300A It 为突变量电流启动 ( 2)电流变化量不小于短路前线路电流 I
21、0.5I0 I为电流变化率, I0为短路前线路电流 ( 3)大电流持续时间不超过3 秒钟 0.02s T3s T 为电流突变时间 ( 4)3秒钟后线路处于停电状态 I=0 I为线路故障后电流 以上四个条件同时满足,检测判断该位置的线路后出现短路故障。线路出现短路故障后就地翻牌发光显示,并把故障信息传送到工作主站。 接地检测原理:采用已拥有110 万只故障指示器成功运行经验的接地发明专利技术(发明专利号ZL 99 1 22276.8)。线路发生单相接地时,根据不同的接地条件(例如金属性接地、高阻接地等),会出现多种复杂的暂态现象,包括出现线路对地的分布电容放电电流,接地线路对地电压下降。综合以上
22、情况,我们的产品所使用的接地判据如下: ( 1)线路中有突然增大的暂态电容电流:检测接地瞬间的暂态电容电流大于一定数值 ( 2)接地线路电压降低3kV 以上 ( 3)检测接地电流功率方向判断 以上三个条件同时满足时,检测终端判断该位置的线路后出现接地故障。线路出现接地故障后就地翻牌发光显示,并把故障信息传送到工作主站。 2.2 技术参数2.2.1 使用环境及气候条件使用时环境温度范围 -30 +70 相对湿度 5%100% 大气压力 70kPa 106kPa 海拔高度 2000m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
23、名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 23 页 - - - - - - - - - 文件编号: HR/WJ7.2-13a | 二、线路故障在线监测系统介绍 - 10 -环境温度最大变化率 1 /min 最大绝对湿度 35g/m3 2.2.2 通讯式故障指示器技术参数故障指示器动作准确率:大于90% 线路电压:10kV 绝缘耐压:125kV 短耐受电流能力:31.5kA/2s 适应环境温度:-30 70 翻牌 / 闪光夜间可视距离:300m 翻牌显示可动作次数:无限次(太阳能取电) 连续闪光时间:5000 小时 闪光时间间隔:5s 无线通信距离:100m 重量:550g 电
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