容性設備絕緣狀態在線監測系統

監測意義   

容性設備絕緣狀態在線監測對象：電流互感器、電壓互感器、耦合電容器、變壓器套管等高壓容性設備。容性設備的絕緣十分重要，它決定了容性設備的技術經濟性能和運行可靠性。容性設備的絕緣狀態在運行中受到電、熱、機械應力以及環境應力的作用，其性能會逐漸下降，絕緣狀態會劣化，可能引發突發性的電力事故，因此進行在線絕緣監測和診斷是十分必要的。容性設備狀態監測子系統監測內容項為反映容性設備高壓絕緣狀態的主要參數，包括母線電壓、泄露全電流、電容量、阻性電流、容性電流、介質損耗，以及反映容性設備絕緣變化趨勢的介質損耗增量、電容變化率、設備運行環境。

容性設備絕緣狀態在線監測系統系統概述

容性設備在線監測裝置實現容性設備性能的監測，容性設備在線監測裝置共分容性設備監測裝置和母線電壓監測裝置兩個子型號：

容性設備監測裝置用于采集泄露電流；

母線電壓監測裝置PT用于采集母線的3相電壓。容性設備在線監測裝置與智能在線監測IED和狀態監測綜合服務器，一起構成容性設備在線監測系統，系統組成如圖所示。容性設備在線監測系統采用先進的分層分布式結構，應用總線控制技術和模塊化設計原理，使系統的抗干擾性能、測量的準確性和穩定性都得到了很大的提高，滿足了工業現場實用要求，并采用專家診斷系統對采集的數據進行科學分析診斷，便于及時方便地了解并掌握變電設備的健康狀態。

本系統對容性設備介質損耗因素及電容量、全電流、運行電壓等狀態參量進行連續實時或周期性自動監視檢測功能。具備長期穩定工作能力，具有現場校驗模式，提供校驗接口，具有斷電不丟失數據、自診斷、自復位的功能，具備故障報警功能。  

系統架構圖  

容性設備絕緣狀態在線監測系統 

系統特點   

l 實時在線監測電壓互感器、電流互感器、套管、耦合電容器等高壓容性設備的狀態參數。

l 全數字式、一體化的監測單元設計。

l 裝置采用一匝穿芯方式進行信號取樣，不需要在在監測回路中串入取樣部件，監測裝置不影響被監測設備的正常安全運行。

l 具有報警功能：根據在線監測量實時數據及其歷史數據給出數據異常報警。

l 將在線監測數據及信息歸類存檔，對異常報警信息存檔，存檔數據均能保存5年以上。 

設計依據  

l Q／GDW 534-2010《變電設備在線監測系統技術導則》

l Q／GDW 535-2010《變電設備在線監測系統裝置通用技術規范》

l Q／GDW 410-2010《高壓設備智能化技術導則》

l Q／GDW 383-2009《智能變電站技術導則》

l 國家電網公司《高壓開關設備智能化技術條件》

l 《IEC61850國際標準工程化實施技術規范》

l 南方電網公司《變電設備在線監測裝置通用技術規范》

l 耐壓：2.0KV/min無擊穿和閃絡

l 絕緣電阻符合IEC255-5標準

l 耐壓符合IEC255-5標準

l 脈沖電壓測試符合IEC255-5標準

l 濕熱性能符合IEC68-2-38標準

l 共模符合IEC255-22-1標準

l 差模符合IEC255-22-1標準

l 靜電放電符合IEC255-22-2標準

l 電磁場輻射干擾符合IEC255-22-3標準

l 快速瞬變干擾符合IEC255-22-4標準

技術指標  

1工作環境

l 工作電壓：交流 220V±10%,50Hz

l 功    耗： 額定電壓下＜5W

l 環境溫度

戶內系統：       -10℃ ~ +55℃

戶外系統：       -25℃ ~ +70℃

l 工作環境濕度： ≤95％ 

2監測參數指標

l 泄露電流測量范圍：0.05mA?650mA  測量準確度：±1%讀數

l 電容測量范圍：100pF?50000pF   測量準確度：±1%讀數

l 介質損耗因素：0.1 %?30%   測量準確度：±（1%讀數+ 0.0005）

l 系統電壓測量范圍：35kV?1000kV  測量準確度：±0.2%讀數

l 系統頻率測量范圍：45?65Hz   測量準確度：±0.002Hz

l 3、5、7、9次諧波測量準確度：±1.0%讀數

l 防護等級：IP55

3 其他技術指標                                    

● 系統容量：就地模塊80個

● 監測周期：出廠設置1 小時

● 最短監測周期：5 分鐘

● CAN網結構，網絡速率為：＜500Kbps

● RS485結構，網絡速率為： ≤2400bps

● 系統生存周期為3年以上。

● 系統的平均無l故障工作時間（MTBF）：戶內：大于5×104小時。

戶外：大于3×104小時。 

主要功能  

裝置采用模塊化設計，每個裝置分別采樣容性設備的ABC三相電流或同時采集母線ABC三相電壓，同時還采集公用電源220V的幅值和相位，為采集控制單元提供計算對比數據。每個容性設備在線監測裝置都具備CAN或485通信功能，裝置之間通過總線互聯。

具體功能如下：

1、采集容性裝置裝置的泄露電流及參考電壓，計算泄露電流、容性電流、電容和介質損耗。

2、采集PT單元母線電壓及參考電壓，計算母線電壓基波及3、5、7、9次諧波。

3、CAN或485網絡通信

4、實時時鐘：每個裝置都具備實時時鐘的功能

5、IEC61850通信。