Dağıtım Şalt Halkası Ana Ünitesinin Kısmi Deşarj Sıcaklığı ve Kaçak Akımı için Entegre Çevrimiçi İzleme Cihazı

Dağıtım Şalt Halkası Ana Ünitesinin Kısmi Deşarj Sıcaklığı ve Kaçak Akımı için Entegre Çevrimiçi İzleme Cihazı

1 Ürün Tanıtımı

Bu sistem, dağıtım ağı şalt cihazının ve halka ana ünitelerinin durum parametrelerini kapsamlı bir şekilde izler.

1) Kısmi deşarjı izler,

2) Sıcaklığı izler ve

3) Korumalı kabloların kaçak akımını izler.

Bu sistem, ultrasonik ve geçici yer dalgası kısmi deşarj algılama teknolojisini kullanır ve halka ana üniteleri ve dış mekan anahtar kutularındaki kısmi deşarj sinyallerinin gerçek zamanlı izlenmesi ve alarmı için uygundur. Yüksek hassasiyete, güçlü parazit önleme performansına ve çoklu iletişim yöntemlerine sahiptir.

Bu sistem, çalışma sırasında kabindeki kısmi deşarj sinyallerini gerçek zamanlı olarak izlemek için veri toplama cihazlarıyla birlikte akıllı çift fonksiyonlu kablosuz kısmi deşarj sensörlerini (AE, TEV) kullanır. Kullanıcılar test eşiklerini ayarlayarak, spektrum analizi gerçekleştirerek ve grafikleri görüntüleyerek ekipmanın kısmi deşarj olup olmadığını kolayca belirleyebilir. Uzun vadeli eğilimlerine dayanarak potansiyel hataları daha erken tespit edebiliyor ve önceki pasif tespit yöntemini proaktif “savunma amaçlı” yönteme dönüştürüyor. ” izleme. Bu, şalt ürünlerini daha güvenli ve güvenilir hale getirirken aynı zamanda ürünlere yeni teknolojik özellikler de katıyor.

Kısmi deşarj çevrimiçi izleme cihazı esas olarak bir ön uç ultrasonik (AE) ve geçici yer dalgası (TEV) çift kablosuz sensör, bir kısmi deşarj toplama cihazı, bir kablosuz akıllı ağ geçidi ve çevrimiçi kısmi deşarj analiz sistemi yazılımından oluşur. Ön uç kablosuz kısmi deşarj sinyali toplama sensörü, manyetik çekimle kabinin içine monte edilir. Kablosuz akıllı sensörün kendisi, filtreleyebilen, gürültüyü azaltabilen ve sensöre bağlı sinyali yükseltebilen, sensör tarafından bağlanan geçici yer dalgası deşarj sinyalini ve ultrasonik deşarj sinyalini elde edebilen, kablosuz alıcı cihaz aracılığıyla kısmi deşarj sinyalini elde edebilen ve işlenmek üzere sunucuya gönderebilen sinyal filtreleme, amplifikasyon ve analogdan dijitale dönüştürme fonksiyonlarına sahiptir.

Güç dağıtımı kısmi deşarj toplama cihazı (ana ünite) LORA’yı aşağıdaki amaçlar için kullanır: Sistem, çeşitli iletişim yöntemleri aracılığıyla kısmi deşarj (PD) sensörleri ile iletişim kurar. Toplanan veriler uç bilişim yoluyla toplanır ve ardından güç dağıtımı akıllı ağ geçidine iletilir. PD uç bilişim ve veri depolama yeteneklerine sahiptir. PD veri işleme uç noktaya taşınarak sunucudaki iletim ve işleme yükü azaltılır, yerel gerçek zamanlı işleme olanak sağlanır ve yerinde yanıt süresi iyileştirilir. Bir ağ kesintisinden sonra bile, yerinde PD verilerinin izlenmesi, saklanması ve hesaplanması ile normal çalışmaya devam edebilir. Ağ geri yüklendiğinde, önbelleğe alınan veriler bulut sunucusuyla senkronize edilebilir ve böylece bilgi bütünlüğü sağlanır.

Kısmi deşarj izlemenin yanı sıra, bu sistem aynı zamanda halka ana ünitelerdeki fişlerin ve şalt cihazındaki T tipi konnektörlerin sıcaklığını da izleyebilir.

Halka ana ünitesinin fişinin sıcaklığını izlemek için bu sistem, yüksek voltajlı bir elektrik alanıyla çalışan pasif bir kablosuz sıcaklık sensörü kullanır. Bu sensör dahili pil, harici güç kaynağı ve iletken akım gerektirmez. Çipe 10kV’luk bir elektrik alanı kullanarak güç veriyor ve izlenen sıcaklık verileri kablosuz olarak iletiliyor.

Şalt cihazındaki T tipi konektöre sahip bu sistem, akım algılamayla desteklenen pasif bir kablosuz sıcaklık sensörü kullanır. Bu sensör dahili bir bataryaya veya harici bir güç kaynağına ihtiyaç duymaz. İletken akımı 3A’nın üzerinde olduğunda, akımı (iletken akımı ≥ 3A) algılayarak çipe güç verir ve izlenen sıcaklık verileri kablosuz olarak iletilir.

Bu sistem, kısmi deşarj izleme ve sıcaklık izlemenin yanı sıra, halka ana ünitelerin, şalter dolaplarının ve trafo merkezlerinin kablo koruyucu topraklama kablolarının kaçak akımını da izleyebilir.

Koruma akımı çok küçük olduğundan izlenmesi zordur, dolayısıyla açık tip akım transformatörleri kullanılamaz; yalnızca kapalı tip akım transformatörleri kullanılabilir. Ayrıca, zayıf akım sinyalini elde etmek, onu bir FFT algoritması kullanarak işlemek ve daha sonra onu bir veri yolu aracılığıyla iletmek için akım transformatörüne bir mikro denetleyici, AD dönüştürücü ve diğer elektronik devrelerden oluşan bir veri toplama devresi ekleyen bir yerel sayısallaştırma yöntemi benimsenmelidir.

1.1 Uygulama kapsamı

Bu sistem, halka ana ünitelerinin, şalt cihazlarının, rüzgar santrali trafo merkezlerinin, fotovoltaik trafo merkezlerinin ve bunların dahili yüksek gerilim ekipmanlarının 10KV ve üzeri gerilim seviyelerinde kısmi deşarj izleme, sıcaklık izleme ve kaçak akım izleme için geçerlidir.

1.2 Kullanım Ortamı

1) Yükseklik: 4500M’nin altında.

2) Ortam sıcaklığı: -40°C~+80°C.

1.3 Ürün Özellikleri

  1. Dağıtılmış düzen, yüksek düzeyde ölçeklenebilir

Sistem, terminallerin ağ bağlantılı düzenini izler. Mevcut yerleşim planına terminal eklerken veya çıkarırken sistem, herhangi bir ek ayar gerektirmeden bunları otomatik olarak tanımlar ve yapılandırır.

  • Gerçek zamanlı izleme

Sistem, her bir izleme düğümünden gerçek zamanlı verileri kaydeder ve izleme döngüsü esnek bir şekilde ayarlanabilir.

  • Zamanında uyarı

Bir düğüm anormal bir yerel birim tespit ettiğinde bunu hızlı bir şekilde izleme sunucusuna bildirir. Sunucu yazılımı gerekli bilgileri kaydedecek ve alarm verecektir.

  • Darbe dayanımı

Terminal ekipmanına zarar vermeden veya veri kaybetmeden 600KV’lik bir flashover etkisine dayanabilir.

  • Parazit önleme

Parazit sinyallerini ve kısmi deşarj sinyallerini etkili bir şekilde ayırabilen ve cihazın güç kaynağı ucundaki paraziti etkili bir şekilde önleyebilen zaman alanı ve frekans alanı sinyal analiz teknolojisine sahiptir.

  • Kararlı iletim

Güçlü bir mobil ağ yardımıyla veriler, güvenilir iletim performansı ve düşük ağ gecikmesi ile doğrudan sunucuya iletilebilir.

  • İyi erişim güvenliği

Sistem bağlantısı, şalt cihazının sızdırmazlık ve yalıtım performansını etkilemediği gibi ekipmanın güvenli çalışmasını da etkilemez.

9) EMC derecesi

Elektrostatik boşalma bağışıklığı: Seviye 4

Elektriksel Hızlı Geçici/Toplu Bağışıklık: Seviye 4; Dalgalanma (Dürtü) Bağışıklığı: Seviye 4

Güç frekansı manyetik alan bağışıklığı: Seviye 5

2 Ölçüm prensibi ve donanım bileşimi

2.1 Kısmi deşarj ölçüm prensibi

Yüksek gerilim şalt sistemi ve dahili yüksek gerilim ekipmanı (PT, CT, baralar, kablo bağlantıları vb. gibi) izolasyon hataları nedeniyle kısmi deşarj yaşadığında, kısmi deşarj sürecine genellikle fiziksel veya kimyasal olaylar ve darbe akımı, elektromanyetik dalgalar, ultrason, ışık, ozon ve ısı gibi karşılık gelen süreçler eşlik eder. Test ettiğimizde ultrason ve TEV ana tespit göstergeleridir.

Kısmi deşarj izleme teknikleri ultrasonik yöntemleri ve TEV yöntemlerini içerir.

  1. Ultrasonik yöntem, PD tespitinin temeli olarak kısmi deşarj (PD) tarafından yayılan ultrasonik sinyali almak için bir ultrasonik sensör kullanır. Algılama frekans bandı tipik olarak 20kHz ila 100kHz arasındadır. Ultrasonik yöntemin en büyük avantajı, izleme sinyali olarak ultrasonu kullanması, PD izleme sahasındaki çeşitli elektromanyetik parazitleri önlemesi ve böylece yaygın uygulama kazanmasıdır. Ultrasonik algılama 1940’lı yıllarda ortaya çıktı, ancak düşük sensör hassasiyeti nedeniyle yaygın olarak benimsenmedi. Akustik emisyon teknolojisindeki gelişmelerle birlikte ultrasonik dönüştürücülerin hassasiyeti önemli ölçüde iyileştirildi ve entegre devrelerin ve sinyal işleme teknolojisinin hızlı gelişimi sayesinde ultrasonik yöntem yeniden popülerlik kazandı. Artık ultrasonik yöntem PD tespiti için önemli bir yöntem haline gelmiştir.
    1. TEV yöntemi, yüksek gerilim şalt sisteminde giderek daha fazla kullanılan yeni bir kısmi deşarj tespit yöntemidir. Bir şalt dolabında kısmi deşarj meydana geldiğinde, üretilen elektromanyetik dalgalar deşarj noktasından dışarıya doğru yayılır. Şalt kabininin metal yapısı sürekli olmadığından elektromanyetik dalgaları tam olarak koruyamaz. Bu dalgalar, şalt dolabındaki boşluklar, kablo yalıtım uçları ve diğer süreksiz metal parçalar yoluyla şalt cihazının metal koruyucu kabuğunun dışına yayılır. Elektromanyetik dalgalar metal kabuğun dış yüzeyine ulaştığında, geçici toprak voltajı adı verilen kısa bir toprak voltajı üretilir. Geçici toprak voltajının yükselme süresi yalnızca birkaç nanosaniyedir ve hızla kaybolur. Pratik uygulamalarda TEV sensörü, 3MHz ila 100MHz algılama frekansı aralığıyla şalt panosunun iç duvarına yerleştirilir. TEV yönteminin iç deşarjlara karşı duyarlılığı yüksektir.

Sistem, şalt gövdesi içindeki arızaları tespit etmek için yer dalgası sensörlerini ve ultrasonik sensörleri kullanan modüler bir tasarım yaklaşımını benimser.

Sistem geçici yer dalgası sinyallerini ve ultrasonik sinyalleri tespit eder. Geçici yer dalgası sinyallerinin ve ultrasonik sinyallerin analog sinyalleri, algılama devresi tarafından filtrelenir, güçlendirilir ve analogdan dijitale dönüştürülür. Yüksek dereceli dijital filtrelemenin ardından sinyaller, işlemci tarafından kablosuz sinyal aracılığıyla kablosuz veri aktarma ünitesine iletilir ve ardından çeşitli iletişim arayüzleri aracılığıyla arka uca iletilir.

Ünite tarafından toplanan kısmi deşarj verilerinin her seti, bir zaman damgası sinyalinin mi yoksa faz sinyalinin mi girildiğine bağlı olarak karşılık gelen zaman parametreleriyle etiketlenir. Algoritma tarafından işlendikten sonra veriler önce yerel olarak depolanır ve ardından sunucu tarafı yazılım talimatlarına göre sunucuya gönderilir. Bu, verilerin sistematik yapısını sağlar, kısmi deşarj sinyalleri gibi karakteristik sinyalleri kaçırmaz ve iletişim tıkanıklığına neden olmaz.

Cihaz, sistem tarafından belirlenen her ölçüm döngüsü için kısmi deşarj sinyalinin tepe ve etkin değerlerini hesaplar, zaman damgası ekler ve bunu sunucu yazılımına iletir.

I. Ultrasonik Testler

Akustik emisyon (AE) prensibine dayanan ultrasonik sensörler, elektrikli ekipmanın kısmi deşarjı sırasında yayılan ultrasonik sinyalleri toplamak için kullanılır. Elektrikli ekipmanın deşarj sırasında ürettiği ses dalgaları onlarca Hz’den başlayan geniş bir frekans spektrumuna sahiptir. Birkaç MHz’e kadar ve 20 kHz’in altındaki frekanslara sahip sinyaller insan kulağı tarafından duyulabilirken, bunun üzerindeki frekanslara sahip ultrasonik sinyaller yalnızca ultrasonik sensörler tarafından alınabilir. Deşarj tarafından salınan enerji ile ses enerjisi arasındaki ilişkiye dayalı olarak, ses sinyalinin genliği, fazı, frekansı, gürültüsü vb.nin yanı sıra çalışma (uygulanan) voltajıyla ilişkisi tespit edilerek, şalt donanımı gibi elektrikli ekipmanlardaki yalıtım kusurlarının derecesi ve konumu etkili bir şekilde yansıtılabilir.

Ultrasonik testin prensibi Şekil 2.1’de gösterilmektedir.

Resim 2.1 Ultrasonik (AE) Algılama Prensibi

II. Geçici yer dalgası tespiti

Geçici yer dalgası kısmi deşarjı izleme, normal güç ekipmanı tarafından nadiren yayılan 3-100MHz frekans aralığını temel alır. Geçici elektromanyetik sinyallerin temel gerçekleri. Anahtarlama ekipmanının içinde kısmi deşarj meydana geldiğinde elektromanyetik dalgalar üretilir. Bu elektromanyetik dalgalar yalnızca elektrik panosunun metal muhafazaları arasındaki kanallardan yayılabilir. Bu kanallar metal mahfazalar arasındaki boşluklar, contalar veya diğer yalıtım bileşenleri olabilir. Elektromanyetik dalgalar olduğunda. (TEV) aynı anda şalter dolabının metal mahfazası üzerinde üretilir ve bu, metal mahfaza üzerine yerleştirilen bir sensör tarafından ölçülebilmektedir.

Geçici yer dalgası tespitinin prensibi Şekil 2.2’de gösterilmektedir.

Resim 2.2 Geçici Yer Dalgası (TEV) Algılama Ana Şeması

2.2 Sıcaklık ölçüm prensibi

I. Yüksek voltajlı elektrik alanı indüksiyonlu güç çıkarma prensibi

Şekil 2.3 Elektrik alanı uzayından güç çıkarma ilkesinin şematik diyagramı

Bu sensör, yüksek voltajlı elektrik alanı indüksiyonu ile çalıştırılır. Bu güç çıkarma yöntemi, akım algılayan CT güç çıkarma yönteminden farklıdır. Akım algılayan CT’ler güç çıkış hattında akım gerektirir; akım yoksa veya akım çok düşükse güç çekilemez ve ekipman çalışamaz. Yüksek voltajlı elektrik alanı indüksiyonlu güç ekstraksiyonu akım gerektirmez; yalnızca yüksek voltaja ihtiyaç vardır. Çalışma prensibi Şekil 2.3’te gösterilmektedir.

II. Akım İndüksiyonlu Güç Çekme Prensibi

Akım indüksiyonlu güç toplama cihazı iki parçadan oluşur: bir enerji toplama transformatörü ve bir enerji toplama güç modülü. Çalışma prensibi Şekil 2.4’te gösterilmektedir.

Şekil 2.4 Akım indüksiyonlu güç çıkarma prensibinin şematik diyagramı

Bu cihaz, bir enerji toplama transformatörü aracılığıyla iletim hattından elektrik enerjisi alır ve daha sonra onu enerji toplama güç modülüne girer. Enerji toplayan güç modülü, enerjiyi düzeltip filtreler ve izole edilmiş ve düzenlenmiş çıktı elde eder. Enerji toplayan güç modülü, modüle gelen elektrik enerjisi girişini gerçek zamanlı olarak ayarlayabilen ve sınırlayabilen, anlık büyük akımları emebilen ve iletim hattındaki akım kararsız olduğunda modülün hala sabit bir voltaj çıkışı sağlayabilmesini sağlayan bir güç çıkarma düzenlemesi ve koruma devresi içerir.

2.3 Kaçak akım ölçüm prensibi

Koruma akımı çok küçük olduğundan izlenmesi zordur, dolayısıyla açık tip akım transformatörleri kullanılamaz; yalnızca kapalı tip akım transformatörleri kullanılabilir. Ayrıca, zayıf akım sinyalini elde etmek, onu bir FFT algoritması kullanarak işlemek ve daha sonra onu bir veri yolu aracılığıyla iletmek için akım transformatörüne bir mikro denetleyici, AD dönüştürücü ve diğer elektronik devrelerden oluşan bir veri toplama devresi ekleyen bir yerel sayısallaştırma yöntemi benimsenmelidir.

3 Donanım Bileşeni

3.1 Kısmi deşarj toplama cihazı

I. Kısmi Deşarj Toplama Cihazının Temel Fonksiyonları

  1. Algılama verilerini kaydetme ve dışa aktarma işlevine sahiptir.
  2. Kendi kendini test etme fonksiyonuna ve kendi kendini test sinyalini izleme terminal ünitesine yükleme yeteneğine sahiptir.
  3. Akıllı ağ geçidi ile yükleme arayüzü kablosuz veya RS485’i destekler. Arayüz, Modbus’u destekler. İletişim protokolü, izleme verileri, kısmi deşarj anormallikleri ve spektrum diyagramları gibi alarm sinyallerini standart protokollere uygun olarak izleme terminal ünitesine yükleyebilir.
  4. Tamamen alüminyum gövde tasarımı, ısı dağıtım performansını etkili bir şekilde artırır.
  5. İsteğe bağlı DC güç kaynağı terminal bloğu 1 mm² çok telli esnek kabloya bağlanabilir.
  6. Ürün istikrarlı bir şekilde çalışır ve normal koşullar altında 10 yıldan az olmayan bir hizmet ömrüne sahiptir.
  7. Farklı uygulama ortamlarına uyum sağlamak için ray montajı ve duvar montajı.

II. Kısmi Deşarj Toplama Cihazının Teknik Parametreleri

1) Güç kaynağı voltajı: AC/DC 85-265V, 50Hz/60Hz veya DC 24 ~ 48V ± %20, güç < 9W.

2) Çalışma ortamı: Sıcaklık: -40°C ~85°C; Nem: ≤99%.

  • Koruma derecesi: IP65.
  • Sensör iletişim yöntemi: kablosuz LoRa Geçici yer radyosu / ultrasonik bilgileri edinin;
  • İletişim arayüzleri: RS485, Ethernet ve USB’yi içerir. İletişim arayüzleri vb.
  • Dış boyutlar: 153mm × 147mm × 42mm

Akıllı 2’si 1 Arada Sensör

I. Genel Bakış

Kısmi deşarj sensörleri, gerçek mühendislik ihtiyaçlarına göre yapılandırılmış ultrasonik sensörler, geçici toprak voltajı sensörleri ve ultrasonik / geçici toprak voltajı kombine sensörleri olarak sınıflandırılır.

  1. TEV ve AE’nin kullanılması Tespit prensibi, geçici yer dalgası kısmi deşarj sinyallerinin ve ultrasonik sinyallerin gerçek zamanlı olarak edinilmesini ve işlenmesini içerir.
  2. İletişim yöntemi: Kablosuz LoRa.
  3. Koruma seviyesi IP65’e ulaşır.
  4. Sensör, çeşitli dolaplara monte edilmesini ve sabitlenmesini sağlayan manyetik bir bağlantı kullanır. Sensör yüzeyi, ölçülen kabinin yüzeyine tamamen yapışır. Sensör, kurulumdan sonra kaymayı önlemek için kaymayı önleyici dişlere sahiptir. Kurulumdan sonra kabin içinde kaplanacak alanı en aza indirmek için sensörün boyutu küçük olmalıdır.
  5. Ürün istikrarlı bir şekilde çalışır ve normal koşullar altında 10 yıldan az olmayan bir hizmet ömrüne sahiptir.

Kablosuz ultrasonik / geçici toprak voltajı çift modlu sensör

II. Zemin Elektrik Dalgası / Ultrasonik Elektromanyetik Sensörün Teknik Parametreleri

  1.  Sıcaklık ve nem direnci: 40°C±2°C ve %90RH±%3RH, 24 saat; Çalışma ortam sıcaklığı: -40 ⁰ ~85 ⁰; Nem: ≤99%.
  2. Frekans bant genişliği: yer dalgası 3MHz-100MHz; ultrason 20kHz-500kHz.
  3. Güç kaynağı: 3,7V, dahili pil;
  4. Hassasiyet: ≥ 40dB.
  5. Doğrusallık hatası: ≤ %20.
  6. Ölçüm aralığı: 0 ~ 60dB.
  7. Çözünürlük: 0,1dB.

3.2 Kablosuz pasif sıcaklık sensörü

I. Gerilim algılamayla çalışan sıcaklık sensörü

Bu sıcaklık sensörü, güç elde etmek için voltaj indüksiyon prensibini kullanır. Halka ana ünite aksesuarının yalıtım fişine yerleştirilmiştir ve ısıtma noktasıyla doğrudan ve yakın temas halindedir, böylece ısıtma noktasının sıcaklığını doğru şekilde yansıtabilir.

Sıcaklık Sensörü Parametreleri
Sıcaklık Ölçüm Aralığı -30°C~135°C
Sıcaklık Ölçümü Doğruluğu ± (Standart Okuma×%1 + 1°C)
Çözünürlük 0.1°C
Sensör Boyutu Yalıtım fişine yerleştirilmiş
Güç Kaynağı Endüktif güç, pil gerektirmez, CT
Ölçüm Döngüsü İlk açılış süresi 20 dakikadan az, ölçüm döngüsü 3 dakikadan az
RF Standardı 2,4 GHz
İletim Mesafesi: 100M(açık ortam)
Yüksek Gerilim Darbesi 15kV ± 10 kez
Dayanım Gerilimi 15kV/3 dak, normal
Kısmi Deşarj 15kV, 10 adetten az

II. Yumuşak CT taramasında güç üretimi için sıcaklık sensörü

Yumuşak CT için güç besleme sıcaklık sensörünün parametreleri
Sıcaklık ölçüm aralığı -20°C~125°C
Sıcaklık ölçüm doğruluğu ± (standart okuma × %1 + 1°C)
Çözünürlük 0,1°C
Güç kaynağı yöntemi Güç, akım algılamadan alınır ve pil ihtiyacını ortadan kaldırır.
Minimum çalışma akımı 3A
Radyo frekansı standartları 2,4 GHz

3.3 Dijital akım sensörü

  • DCT-100 Dijital Akım Sensörü Ölçüm Aralığı: 1mA~2000mA
  • Doğruluk: ± (%1 standart değer + 0,1mA)

4 Ekipman fotoğrafı

4.1 Rüzgar enerjisi transformatörü

T şekilli konnektör, topraklama kablosu, akım sensörü dijital akım sensörü

Rüzgar enerjisi transformatörünün iç donanımı

4.2 Halkalı ana ünite

Halka ana ünite – sıcaklığa duyarlı yalıtım tapalarının takılmasından önce ve sonra

Halka ana ünite – sıcaklığa duyarlı yalıtım tapası ve arka kapak takıldıktan sonra

4.3 şalter dolabı

İlgili Ürünler: