油色谱在线监测(免维护型)
江苏向上电气科技有限公司
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XS-OM200避雷器在线监测装置


1.2 系统介绍
  XS-0M200 避雷器在线监测装置实现金属氧化锌避雷器绝缘性能的监测,避雷器在线监测需要XS-  0M200避雷器在线监测装置和XS-0M200/PT母线电压在线监测装置两种装置:
  XS-0M200用于采集1台避雷器的泄露电流及雷击次数和雷击事件;
  XS-0M200/PT用于采集避雷器所在母线的3相电压。
  XS-0M200避雷器在线监测装置与SH-9000避雷器在线监测主IED和状态监测综合服务器,一起构成避雷器在线监测系统,系统组成如图1.1所示。

  避雷器在线监测系统采用先进的分层分布式结构,应用总线控制技术和模块化设计原理,使系统的抗干扰性能、测量的准确性和稳定性都得到了很大的提高,满足了工业现场实用要求,并采用独有的专家诊断系统对采集的数据进行科学分析诊断,便于及时方便地了解并掌握变电设备的健康状态。
  通过实时监测避雷器的全电流、阻性电流、容性电流以及雷击次数、雷击时刻,通过对监测到的数据进行分析、拟合处理,并结合现场工况,
  可及时地发现避雷器由污秽或内部受潮引起的瓷套泄漏电流或绝缘杆泄漏电流增大等问题,以避免事故的发生。 
 
 

图1.1 避雷器在线监测系统结构图
1.3 技术特点
 采用高精度有源零磁通穿心式互感器,根据被测电流大小自动选择放大倍数,实现高精度测量 
 ●采用动态相量补偿算法,实现高精度测量信号分析
 ●采用数字滤波算法,摒除模拟滤波器带来的“零漂问题”
 ●采用分布式测量结构,即就地测量、数字传输
 ●可带电安装,即不需要主设备停电安装,方便、快捷的接入系统
1.4.1 工作环境
 ●工作电压:交流 220V±10%,50Hz 
 ●功    耗: 额定电压下<5W
 ●环境温度
  户内系统:-10℃ ~ +55℃
  户外系统:-25℃ ~ +70℃ 
 ●工作环境湿度: ≤95%
1.4.2 监测参数指标
全电流范围: 0.05mA~650mA,测量精度±1%
阻性电流范围:0.05mA~650mA,测量精度±1%
母线电压测量范围:35kV~1000kV,  测量精度0.5%
谐波电压测量范围:3、5、7、9次,测量精度±2%
系统频率测量范围:45~65Hz,测量精度±0.001Hz
雷击次数记录:0~255,年月日时分秒
1.4.3 系统最大容量
母线电压单元:6个
避雷器单元:60个
1.4.4 监测周期 
出厂设置:1 小时
最短周期:5 分钟

1.4.5 数据通讯
CAN网结构,网络速率为:<500Kbps
RS485结构,网络速率为: ≤9600bps
1.4.6 数据生存周期
生存周期为2年。
1.4.7 平均无故障时间
系统的平均无故障工作时间(MTBF):
户内:大于5×104小时。
户外:大于3×104小时。
第 2 章 装置功能
XS-0M200 避雷器在线监测装置有如下功能:
1、采集避雷器装置的泄露电流及参考电压,计算避雷器泄露电流基波及3、5、7、9次谐波,统计雷击次数及雷击时间等。
2、采集PT单元母线电压及参考电压,计算母线电压基波及3、5、7、9次谐波。
3、CAN或485网络通信
4、实时时钟
5、温湿度采集控制
6、IEC61850通信
XS-0M200装置采用模块化设计,每个装置分别采样避雷器的ABC三相电流或同时采集母线ABC三相电压,同时还采集公用电源220V的幅值和相位,为采集控制单元提供计算对比数据。每个避雷器在线监测装置都具备CAN或485通信功能,装置之间通过总线互联。
2.1 采集功能介绍
XS-0M200采集避雷器泄露电流幅值、相位、频率测量;
XS-0M200/PT采集三相避雷器泄露电流幅值、相位、频率测量;
2.2 母线测量单元
计算出各个电压等级的母线电压。
计算出各个电压等级目前电压的3、5、7、9次谐波数据
2.3 CAN网络通信功能
    避雷器在线监测就地单元及采集控制单元之间采用高速CAN网络通信,采用自定义符合CAN2.0的总线规约,实现数据的交互。
2.4 实时时钟功能
每个装置都具备实时时钟的功能。
2.5 温湿度采集控制
采用高精度温湿度传感器,可以实时采集装置内部温湿度。
2.6 IEC61850通信
避雷器在线监测系统实现了61850通信功能,实现跟不同主站系统的无缝连接。
2.7 装置算法介绍
避雷器在线监测系统计算阻性电流时需要获得避雷器泄露电流与避雷器所在母线电压的相位差。获得精确相位差是阻性电流计算精度的重要保证。考虑到泄露电流与母线电压在不同装置中实现,且装置安装位置可能间隔较远,本装置采用市电同步法解决不同装置之间同步采样的问题,以获得精确的相位差。同步原理图如图2.1所示。


图2.1 算法同步原理图


以A相避雷器监测为例:
(1)SH-9000智能在线监测IED下发同步采集命令给XS-0M200/MOA装置和XS-0M200/PT装置:
XS-0M200/MOA装置同步采集A相避雷器泄露电流和市电电压,经FFT快速滤波算法得到A相泄露电流基波相位 与市电基波相位 ,计算相位差 ;
XS-0M200/PT装置同步采集避雷器所在母线A相电压和市电电压,经FFT快速滤波算法得到A相母线电压基波相位 与市电基波相位 ,计算相位差 ;
(2)SH-9000智能在线监测IED下发读数据命令给XS-0M200/MOA装置和XS-0M200/PT装置,XS-0M200/MOA装置和XS-0M200/PT装置将相角差 、 及其他监测数据上送到SH-9000智能在线监测IED,综合智能在线监测装置计算相角差:
 以及其他监测数据,做出诊断,并将数据和诊断结果上送至后台软件。


第 3 章 装置硬件

3.1 硬件原理图


 
图3.1 避雷器监测单元原理示意图

 

3.2 产品外形及内部结构 


图3.2 XS-0M200/PT母线电压监测单元内部结构图


 
图3.3 XS-0M200 金属氧化物避雷器监测单元内部结构图


3.3 安装尺寸

图3.4  XS-0M200避雷器监测单元机箱结构图


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