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絕緣子污穢度在線監(jiān)測系統(tǒng)

1.1 概述

輸電線路絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)Ω邏哼\行環(huán)境中絕緣子污穢情況和監(jiān)測點微氣象狀況進行實時監(jiān)測。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息通過 GSM/SMS 或GPRS 方式對數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒治鎏幚碇行?，通過專家分析系統(tǒng)綜合各種參數(shù)，根據(jù)泄漏電流值、放電脈沖數(shù)及氣象參數(shù)等得出等值附鹽密度和污穢發(fā)展趨勢，并及時了解運行絕緣子的安全、可靠狀況。對超標絕緣子及時進行多種方式預(yù)警、報警，指導檢修和清掃。

系統(tǒng)不僅能夠在一定程度上降低絕緣子閃絡(luò)、跳閘等事故發(fā)生的概率，提供某段時間內(nèi)的線路、塔桿、絕緣子等泄漏電流值查詢，同時統(tǒng)計出最大泄漏電流、平均泄漏電流及各相的最大泄漏電流、平均泄漏電流；最大鹽密值、平均鹽密值及各相的最大鹽密值、平均鹽密值。而且能夠為總結(jié)絕緣子電氣性能下降規(guī)律、絕緣子閃絡(luò)與其微氣象、微環(huán)境變化之間的關(guān)系提供理論依據(jù)，為線路運行維護部門逐步實現(xiàn)從“定期檢修"到“狀態(tài)檢修"的轉(zhuǎn)變提供寶貴的現(xiàn)場運行資料。

1.2 意義

由于我國煤炭、水力資源分布的極其不平衡，決定了能源主要靠電網(wǎng)傳輸，作為電網(wǎng)的重要組成部分的輸電線路，其運行安全性和可靠性越來越受到電力系統(tǒng)運行和管理人員的重視。提高輸電線路運行和維護管理的自動化和信息化水平具有非常重要的社會意義和經(jīng)濟效益。

2.1 監(jiān)測方式：通過在絕緣子串上安裝絕緣子污穢監(jiān)測儀，實現(xiàn)對絕緣子污穢情況的實時在線監(jiān)測、預(yù)警與分析決策。

2.2 監(jiān)測內(nèi)容：絕緣子泄漏電流（使用絕緣子污穢監(jiān)測儀）。

2.3 通信方式：絕緣子污穢監(jiān)測儀采用 GSM/SMS/4G/CDMA 通信方式傳輸數(shù)據(jù)。

2.4 供電方式：絕緣子污穢監(jiān)測儀采用太陽能方式供電，電源部分包括太陽能電池組件、蓄電池和充放電控制器。蓄電池無陽光使用的供電時間在 30 天以上，蓄電池使用壽命為 5 年以上。

2.5 運行方式：系統(tǒng)可采用自動采集方式或者受控采集方式。

2.6 監(jiān)測裝置安裝原則：選擇的安裝位置及裝置的外觀結(jié)構(gòu)應(yīng)不影響正常的輸電線路檢修維護工作，裝置的安裝應(yīng)整齊、牢固，原則上電纜至少每間隔 0.5 米要有一個固定點。

2.7 安裝位置：只需將開口式的引流裝置卡在絕緣子表面既可。

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：整個系統(tǒng)由絕緣子污穢監(jiān)測儀和后臺綜合分析軟件系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見下圖：

絕緣子污穢度在線監(jiān)測系統(tǒng)

絕緣子污穢監(jiān)測儀

絕緣子污穢監(jiān)測儀安裝在絕緣子上，監(jiān)測儀具有遠距離無線通信接口，用來與綜合分析軟件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信。監(jiān)測儀能自檢、采集、測量，并將測量結(jié)果傳輸?shù)骄C合分析軟件系統(tǒng)。

后臺分析軟件系統(tǒng)

綜合分析軟件系統(tǒng)由數(shù)據(jù)通信模塊，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，客戶端，不間斷電源，以及綜合分析軟件組成。

綜合分析軟件可以統(tǒng)一接收來自絕緣子污穢監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一顯示、統(tǒng)一分析和管理，可以查詢、統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)，生成報表，作出決策輔助分析。

系統(tǒng)能與其它 MIS 系統(tǒng)進行接口，共享數(shù)據(jù)。

3.2 監(jiān)測系統(tǒng)組成及運行環(huán)境

監(jiān)測裝置硬件配置

(1) 泄露電流采集傳感器：叁套；

(2) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊：叁套；

(3) 電源系統(tǒng)：太陽能板、充電控制器、鋰電池；

(4) 子站通信系統(tǒng)：4G 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和物聯(lián)網(wǎng)卡；

(5) 304 不銹鋼主機箱；

(6)前端設(shè)備數(shù)據(jù)通訊連接電纜、接頭及屏蔽

(7) 前端設(shè)備配套安裝固定夾具；

運行環(huán)境

環(huán)境溫度：-25℃ ~ +45℃；

工作溫度：-40℃ ~ +85℃；

相對濕度：5%RH ~ 100%RH；

大氣壓力：550hPa ~ 1060hPa；

3.3 系統(tǒng)軟件

硬件配置：服務(wù)器（主機能存儲 10 年以上監(jiān)測數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)通信模塊，客戶機，不間斷電源；

軟件配置：服務(wù)器操作系統(tǒng) Windows Server 2008；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) SQL Server 2008；客戶端操作系統(tǒng) Windows XP / Windows2008 等，IE 瀏覽器；綜合分析軟件；

3.4 后臺數(shù)據(jù)中心

后臺系統(tǒng)由服務(wù)器和系統(tǒng)診斷軟件組成，服務(wù)器可根據(jù)客戶要求搭建在我公司或客戶電纜運檢管理中心。系統(tǒng)接收前端監(jiān)測終端采集到的故障信號，通過污穢度軟件分析，得到污穢度的診斷結(jié)果。通過登錄發(fā)布的 WEB 地址，即可實現(xiàn)本地和遠程訪問。系統(tǒng)診斷完畢后，會給預(yù)設(shè)的運維人員手機發(fā)送故障報警信息，從而實現(xiàn)實時故障在線監(jiān)測定位的功能。

3.5 用戶訪問

用戶訪問界面采用 B/S 結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過后臺系統(tǒng)分配的權(quán)限賬號、密碼即可遠程登錄訪問系統(tǒng)?？刹榭唇^緣子污穢泄露電流，監(jiān)測設(shè)備實時工況信息。查詢實時和歷史故障信息，做到隨時隨地訪問系統(tǒng)。

4. 主要技術(shù)參數(shù)

◆適用范圍：66KV～500KV 輸電線路中運行的瓷質(zhì)、玻璃質(zhì)及合成絕緣子在線狀態(tài)監(jiān)測。

◆66KV～500KV 變電站中運行的瓷質(zhì)、玻璃質(zhì)及合成絕緣子的在線狀態(tài)監(jiān)測。

◆鹽密度測量范圍：0mg/cm2～1.0 mg/cm2

◆灰密度測量范圍：0mg/cm2～2.0 mg/cm2

◆溫度測量范圍：－40℃～＋120℃，測量精度：0.5℃；

◆濕度測量范圍：0～100%RH，測量精度：2%RH；

◆風速測量范圍：0～75m/s,準確度：±(0.5+0.03 V)m/s；

◆風向測量范圍：0～360°，準確度：±5°；

◆監(jiān)測單元運行環(huán)境溫度：-40℃～+85℃；

◆監(jiān)測單元運行環(huán)境濕度：不大于 98％RH；

◆低功耗：整機功耗 3mA；

◆通訊方式：GSM/GPRS/CDMA 無線通信；；

◆監(jiān)測主機電源：太陽能+蓄電池；

◆監(jiān)測主機無陽光情況下可連續(xù)運行時間：>30 天；

◆防護等級：IP65；

◆蓄電池使用壽命：5 年以上；

◆太陽能電池板使用壽命：10 年以上；

◆軟件系統(tǒng)：免費升級；

5.1監(jiān)測裝置特點

(1) 該裝置從絕緣子表面直接引流，信號經(jīng)屏蔽線引入提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，防電磁、防水、防雷擊，確保保證信號傳送、系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠；

(2) 測量精度高。本系統(tǒng)裝置可以采集超低弱信號，測量精度達 0.01 毫安，可采集 50~20000Hz 之間的弱電流信號，成功地解決了強電場環(huán)境下超弱信號采集難題。

(3) 具有數(shù)據(jù)采集、測量和通信功能，通過通信網(wǎng)絡(luò)將測量結(jié)果傳輸?shù)胶蠖司C合分析軟件系統(tǒng)；

(4) 加電自啟動功能；

(5) 具有在線自診斷功能；

(6) 時間同步功能，能接收綜合分析軟件系統(tǒng)的對時命令，每天對時一次，誤差不大于 5s；

(7) 安裝十分方便，只需將開口式的引流裝置卡在絕緣子表面既可。無須停電即可安裝，不影響線路正常運行。

(8) 具有適當?shù)慕涌?，供本地調(diào)試；

(9) 數(shù)據(jù)暫存功能，可以在通訊異常時能存儲 3 天以上的數(shù)據(jù)；

(10) 裝置主機采用太陽能＋蓄電池供電模式，桿塔傾斜角度采集單元采用太陽能+鋰電池供電模式，在持續(xù)陰雨條件下，裝置主機能夠正常工作至少 30天，桿塔傾斜角度采集單元能夠正常工作至少 1 年以上；

5.2 綜合分析軟件系統(tǒng)特點

(1) 能定時自動接收數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)；

(2) 具有遠程設(shè)置采集方式(自控方式或受控方式)、自動采集時間的功能；

(3) 后臺軟件根據(jù)用戶需求，數(shù)據(jù)采集密度可設(shè)置；

(4) 能向數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送對時命令；

(5) 能遠程修改數(shù)據(jù)采集單元的 IP 地址和端口號；

(6) 能對歷史數(shù)據(jù)進行查詢、分析，自動生成報表；

(7) 具備報警提示功能；

(8) 可以從其它 MIS 系統(tǒng)進行接口；

(9) 可免費升級；

(10)可根據(jù)其歷史數(shù)據(jù)和當前數(shù)據(jù)進行趨勢分析，作出趨勢圖，來推斷污穢積沉發(fā)展速度與趨勢，并確定沿污穢絕緣表面交流電弧周期變化的規(guī)律，為早期預(yù)測閃絡(luò)的發(fā)生提供一個有效的手段；

(11)在趨勢圖上最多可以同時顯示 6 個通道的參數(shù)，即可同時顯示一個桿塔上的六路絕緣子串的參數(shù)，分別以不同的顏色給出。