1 Wprowadzenie do produktu

System ten kompleksowo monitoruje parametry stanu rozdzielnic sieci dystrybucyjnej oraz jednostek głównych pierścieniowych.

1) Monitoruje wyładowania niezupełne,

2) Monitoruje temperaturę i

3) Monitoruje prąd upływowy przewodów ekranowanych.

System ten wykorzystuje technologię wykrywania wyładowań niezupełnych metodą ultradźwiękową i przejściową falą przyziemną i nadaje się do monitorowania w czasie rzeczywistym i alarmowania sygnałów wyładowań niezupełnych w jednostkach głównych pierścieniowych i zewnętrznych skrzynkach rozdzielczych. Charakteryzuje się wysoką czułością, silnym działaniem przeciwzakłóceniowym i wieloma metodami komunikacji.

System ten wykorzystuje inteligentne, dwufunkcyjne bezprzewodowe czujniki wyładowań niezupełnych (AE, TEV) w połączeniu z urządzeniami do gromadzenia danych w celu monitorowania sygnałów wyładowań niezupełnych w szafie podczas pracy w czasie rzeczywistym. Ustawiając progi testowe, przeprowadzając analizę widma i wyświetlając wykresy, użytkownicy mogą łatwo określić, czy w sprzęcie występuje wyładowanie niezupełne. Bazując na swoich długoterminowych trendach, może wcześniej wykryć potencjalne usterki, przekształcając dotychczasową pasywną metodę wykrywania w proaktywną „defensywną” ” monitorowanie. Dzięki temu produkty rozdzielnic są bezpieczniejsze i bardziej niezawodne, a także dodają do nich nowe zalety technologiczne.

Urządzenie do monitorowania wyładowań niezupełnych online składa się głównie z podwójnego bezprzewodowego czujnika ultradźwiękowego (AE) i przejściowej fali naziemnej (TEV), urządzenia do rejestracji wyładowań niezupełnych, inteligentnej bramy bezprzewodowej oraz oprogramowania systemu analizy wyładowań niezupełnych online. Czołowy bezprzewodowy czujnik pozyskiwania sygnału wyładowania niezupełnego jest instalowany wewnątrz szafy za pomocą przyciągania magnetycznego. Sam bezprzewodowy inteligentny czujnik ma funkcje filtrowania, wzmacniania i konwersji sygnału analogowo-cyfrowego, które mogą filtrować, redukować szumy i wzmacniać sygnał sprzężony z czujnikiem, pozyskiwać przejściowy sygnał wyładowania fali naziemnej i sygnał wyładowania ultradźwiękowego sprzężone przez czujnik, pozyskiwać sygnał wyładowania niezupełnego przez bezprzewodowe urządzenie odbiorcze i wysyłać go do serwera w celu przetworzenia.

Urządzenie do pomiaru wyładowań niezupełnych dystrybucji mocy (jednostka główna) wykorzystuje LORA do… System komunikuje się z czujnikami wyładowań niezupełnych (PD) różnymi metodami komunikacji. Zebrane dane są agregowane za pomocą obliczeń brzegowych, a następnie przesyłane do inteligentnej bramy dystrybucji energii. Posiada możliwości przetwarzania brzegowego PD i przechowywania danych. Przetwarzanie danych PD zostało przeniesione na brzeg, co zmniejsza obciążenie transmisji i przetwarzania na serwerze, umożliwiając lokalne przetwarzanie w czasie rzeczywistym i skracając czas reakcji na miejscu. Nawet po awarii sieci może kontynuować normalną pracę, monitorować, przechowywać i obliczać dane PD na miejscu. Po przywróceniu sieci dane w pamięci podręcznej można zsynchronizować z serwerem w chmurze, zapewniając integralność informacji.

Oprócz monitorowania wyładowań niezupełnych, system ten może również monitorować temperaturę wtyczek w jednostkach głównych pierścieniowych i złączy typu T w rozdzielnicach.

Do monitorowania temperatury wtyczki pierścieniowej jednostki głównej system ten wykorzystuje pasywny bezprzewodowy czujnik temperatury zasilany polem elektrycznym wysokiego napięcia. Czujnik ten nie wymaga wbudowanej baterii, zewnętrznego źródła zasilania ani prądu przewodzącego. Zasila chip za pomocą pola elektrycznego o napięciu 10 kV, a dane o monitorowanej temperaturze przesyłane są bezprzewodowo.

Złącze typu T w rozdzielnicy, system ten wykorzystuje pasywny bezprzewodowy czujnik temperatury zasilany czujnikiem prądu. Czujnik ten nie wymaga wbudowanego akumulatora ani zewnętrznego źródła zasilania. Gdy prąd przewodnika przekracza 3A, zasila chip poprzez wykrywanie prądu (prąd przewodnika ≥ 3A), a monitorowane dane dotyczące temperatury są przesyłane bezprzewodowo.

Oprócz monitorowania wyładowań niezupełnych i monitorowania temperatury, system ten może również monitorować prąd upływowy ekranowanych przewodów uziemiających pierścieniowych jednostek głównych, szaf rozdzielczych i podstacji transformatorowych.

Ponieważ prąd ekranujący jest zbyt mały, jego monitorowanie jest trudne, dlatego nie można stosować przekładników prądowych typu otwartego; można stosować wyłącznie przekładniki prądowe typu zamkniętego. Ponadto należy zastosować lokalną metodę digitalizacji, dodając do przekładnika prądowego obwód akwizycji danych składający się z mikrokontrolera, przetwornika AD i innych obwodów elektronicznych w celu uzyskania słabego sygnału prądowego, przetworzenia go za pomocą algorytmu FFT, a następnie przesłania go za pośrednictwem magistrali danych.

1.1 Zakres zastosowania

System ten ma zastosowanie do monitorowania wyładowań niezupełnych, monitorowania temperatury i monitorowania prądu upływowego głównych jednostek pierścieniowych, rozdzielnic, podstacji transformatorowych farm wiatrowych, podstacji transformatorowych fotowoltaicznych i ich wewnętrznych urządzeń wysokiego napięcia na poziomach napięcia 10 KV i wyższych.

1.2 Środowisko użytkowania

1) Wysokość: poniżej 4500 m.

2) Temperatura otoczenia: -40 ℃ ~ + 80 ℃.

1.3 Cechy produktu

Rozproszony układ, wysoce skalowalny

System monitoruje sieciowy układ terminali. Podczas dodawania lub usuwania terminali na istniejącym układzie system automatycznie je identyfikuje i konfiguruje bez żadnych dodatkowych ustawień.

Monitorowanie w czasie rzeczywistym

System rejestruje dane w czasie rzeczywistym z każdego węzła monitorującego, a cykl monitorowania można elastycznie ustawić.

Ostrzeżenie w odpowiednim czasie

Gdy węzeł wykryje nieprawidłowy wolumin lokalny, szybko zgłosi to serwerowi monitorującemu. Oprogramowanie serwera zarejestruje niezbędne informacje i uruchomi alarm.

Odporność na uderzenia

Może wytrzymać uderzenie rozgorzenia o napięciu 600 KV bez uszkodzenia urządzeń końcowych i utraty danych.

Ochrona przed zakłóceniami

Posiada technologię analizy sygnału w dziedzinie czasu i częstotliwości, która może skutecznie oddzielać sygnały zakłócające od sygnałów wyładowań niezupełnych i skutecznie zapobiegać zakłóceniom po stronie zasilania instrumentu.

Stabilna transmisja

Za pomocą wydajnej sieci komórkowej dane można przesyłać bezpośrednio do serwera, zapewniając niezawodną wydajność transmisji i niskie opóźnienia sieci.

Dobre bezpieczeństwo dostępu

Połączenie systemowe nie ma wpływu na szczelność i izolację rozdzielnicy ani na bezpieczną pracę urządzenia.

9) Ocena EMC

Odporność na wyładowania elektrostatyczne: Poziom 4

Odporność na szybkie stany przejściowe elektryczne/masowe: poziom 4; Odporność na uderzenia (impulsy): poziom 4

Odporność na pole magnetyczne o częstotliwości sieciowej: Poziom 5

2 Zasada pomiaru i skład sprzętu

2.1 Zasada pomiaru wyładowań niezupełnych

Kiedy rozdzielnica wysokiego napięcia i jej wewnętrzne wyposażenie wysokiego napięcia (takie jak przekładniki prądowe, przekładniki prądowe, szyny zbiorcze, złącza kablowe itp.) doświadczają wyładowań niezupełnych z powodu uszkodzeń izolacji, procesowi wyładowań niezupełnych często towarzyszą zjawiska fizyczne lub chemiczne i odpowiadające im procesy, takie jak prąd pulsacyjny, fale elektromagnetyczne, ultradźwięki, światło, ozon i ciepło. Podczas testów głównymi wskaźnikami wykrywalności są ultradźwięki i TEV.

Techniki monitorowania wyładowań niezupełnych obejmują metody ultradźwiękowe i metody TEV.

Metoda ultradźwiękowa wykorzystuje czujnik ultradźwiękowy do odbierania sygnału ultradźwiękowego emitowanego przez wyładowanie niezupełne (WNZ) jako podstawę do wykrywania WNZ. Pasmo częstotliwości wykrywania wynosi zazwyczaj od 20 kHz do 100 kHz. Największą zaletą metody ultradźwiękowej jest to, że wykorzystuje ona ultradźwięki jako sygnał monitorujący, unikając różnych zakłóceń elektromagnetycznych w miejscu monitorowania WNZ, dzięki czemu zyskuje szerokie zastosowanie. Detekcja ultradźwiękowa powstała w latach czterdziestych XX wieku, ale nie została powszechnie przyjęta ze względu na niską czułość czujnika. Wraz z postępem technologii emisji akustycznej czułość przetworników ultradźwiękowych uległa znacznej poprawie, a dzięki szybkiemu rozwojowi układów scalonych i technologii przetwarzania sygnałów metoda ultradźwiękowa odzyskała popularność. Obecnie metoda ultradźwiękowa stała się ważną metodą wykrywania wyładowań niezupełnych.
1. Metoda TEV jest nowatorską metodą wykrywania wyładowań niezupełnych, coraz częściej stosowaną w rozdzielnicach wysokiego napięcia. Kiedy w szafie rozdzielczej wystąpi wyładowanie niezupełne, wytworzone fale elektromagnetyczne rozchodzą się na zewnątrz od punktu wyładowania. Ponieważ metalowa konstrukcja szafy rozdzielczej nie jest ciągła, nie może ona całkowicie ekranować fal elektromagnetycznych. Fale te rozchodzą się przez szczeliny w szafie rozdzielnicy, zakończenia izolacji kabli i inne nieciągłe części metalowe na zewnątrz metalowej osłony ekranującej rozdzielnicy. Kiedy fale elektromagnetyczne docierają do zewnętrznej powierzchni metalowej powłoki, generowane jest krótkotrwałe napięcie do masy, zwane przejściowym napięciem uziemienia. Czas narastania przejściowego napięcia uziemienia wynosi tylko kilka nanosekund i szybko zanika. W praktycznych zastosowaniach czujnik TEV umieszcza się na wewnętrznej ścianie szafy rozdzielnicy, a zakres częstotliwości detekcji wynosi od 3 MHz do 100 MHz. Metoda TEV charakteryzuje się dużą wrażliwością na wyładowania wewnętrzne.

W systemie zastosowano podejście modułowe, wykorzystujące czujniki fal przyziemnych i czujniki ultradźwiękowe do wykrywania usterek w korpusie rozdzielnicy.

System wykrywa przejściowe sygnały fal naziemnych i sygnały ultradźwiękowe. Sygnały analogowe przejściowych sygnałów fali naziemnej i sygnałów ultradźwiękowych są filtrowane, wzmacniane i przekształcane z sygnału analogowego na cyfrowy przez obwód detekcyjny. Po filtrowaniu cyfrowym wyższego rzędu sygnały są przesyłane przez procesor do bezprzewodowego modułu przekaźnika danych za pomocą sygnału bezprzewodowego, a następnie przesyłane do backendu za pośrednictwem różnych interfejsów komunikacyjnych.

Każdy zestaw danych o wyładowaniach niezupełnych zebranych przez urządzenie jest oznaczony odpowiednimi parametrami czasowymi w zależności od tego, czy wejściowy jest sygnał znacznika czasu, czy sygnał fazowy. Po przetworzeniu przez algorytm dane są najpierw przechowywane lokalnie, a następnie wysyłane do serwera zgodnie z instrukcjami oprogramowania po stronie serwera. Zapewnia to systematyczny charakter danych, nie pomija charakterystycznych sygnałów, takich jak sygnały wyładowań niezupełnych, i nie powoduje zatorów komunikacyjnych.

Urządzenie oblicza wartości szczytowe i skuteczne sygnału wyładowania niezupełnego dla każdego ustawionego przez system cyklu pomiarowego, dodaje znacznik czasu i przesyła go do oprogramowania serwera.

I. Badania ultradźwiękowe

W oparciu o zasadę emisji akustycznej (AE) czujniki ultradźwiękowe służą do zbierania sygnałów ultradźwiękowych emitowanych podczas niezupełnego wyładowania urządzeń elektrycznych. Fale dźwiękowe generowane przez urządzenia elektryczne podczas wyładowań mają szerokie spektrum częstotliwości, począwszy od dziesiątek Hz. Sygnały o częstotliwościach do kilku MHz i poniżej 20 kHz są słyszalne przez ludzkie ucho, natomiast sygnały ultradźwiękowe o częstotliwościach wyższych mogą być odbierane jedynie przez czujniki ultradźwiękowe. Wykrywając amplitudę, fazę, częstotliwość, szum itp. sygnału dźwiękowego, a także jego związek z napięciem roboczym (przyłożonym), w oparciu o związek między energią uwalnianą przez wyładowanie a energią akustyczną, można skutecznie odzwierciedlić stopień i lokalizację uszkodzeń izolacji w sprzęcie elektrycznym, takim jak rozdzielnice.

Zasadę badań ultradźwiękowych pokazano na rysunku 2.1.

Rysunek 2.1 Zasada detekcji ultradźwiękowej (AE).

II. Wykrywanie przejściowej fali naziemnej

Monitorowanie przejściowej fali przyziemnej wyładowań niezupełnych opiera się na zakresie częstotliwości 3–100 MHz, który rzadko jest emitowany przez normalne urządzenia energetyczne. Podstawowe fakty dotyczące przejściowych sygnałów elektromagnetycznych. Kiedy w sprzęcie przełączającym dochodzi do wyładowania częściowego, generowane są fale elektromagnetyczne. Te fale elektromagnetyczne mogą rozprzestrzeniać się jedynie kanałami pomiędzy metalowymi obudowami szafy rozdzielczej. Kanałami tymi mogą być szczeliny, uszczelki lub inne elementy izolacyjne pomiędzy metalowymi obudowami. Kiedy fale elektromagnetyczne. (TEV) jest jednocześnie generowany na metalowej obudowie szafy rozdzielczej, co można zmierzyć za pomocą czujnika umieszczonego na metalowej obudowie.

Zasadę wykrywania przejściowej fali przyziemnej pokazano na rysunku 2.2.

Rysunek 2.2 Główny diagram detekcji przejściowej fali naziemnej (TEV).

2.2 Zasada pomiaru temperatury

I. Zasada ekstrakcji mocy poprzez indukcję pola elektrycznego wysokiego napięcia

Rysunek 2.3 Schemat ideowy zasady ekstrakcji mocy pola elektrycznego w przestrzeni

Czujnik ten zasilany jest przez indukcję pola elektrycznego o wysokim napięciu. Ta metoda ekstrakcji mocy różni się od metody ekstrakcji mocy CT z wykrywaniem prądu. Przekładniki prądowe wykrywające prąd wymagają prądu w linii poboru mocy; jeśli nie ma prądu lub prąd jest zbyt niski, nie można pobrać mocy i sprzęt nie może działać. Ekstrakcja mocy indukcyjnej pola elektrycznego o wysokim napięciu nie wymaga prądu; potrzebne jest tylko wysokie napięcie. Jego zasadę działania pokazano na rysunku 2.3.

II. Zasada ekstrakcji mocy indukcyjnej

Indukcyjne urządzenie do pozyskiwania prądu składa się z dwóch części: transformatora do pozyskiwania energii i modułu zasilania do pozyskiwania energii. Jego zasadę działania pokazano na rysunku 2.4.

Rysunek 2.4 Schematyczny diagram zasady ekstrakcji mocy prądu indukcyjnego

Urządzenie to uzyskuje energię elektryczną z linii przesyłowej za pośrednictwem transformatora zbierającego energię, a następnie wprowadza ją do modułu mocy gromadzącego energię. Moduł zasilania zbierającego energię prostuje i filtruje energię, uzyskując izolowaną i regulowaną moc wyjściową. Moduł zasilania do gromadzenia energii zawiera obwód regulacji poboru mocy i obwód zabezpieczający, który może regulować i ograniczać pobór energii elektrycznej do modułu w czasie rzeczywistym, pochłaniać chwilowe duże prądy i zapewniać, że moduł może nadal generować stabilne napięcie, gdy prąd w linii przesyłowej jest niestabilny.

2.3 Zasada pomiaru prądu upływu

3 Elementy sprzętowe

3.1 Urządzenie do wykrywania wyładowań niezupełnych

I. Podstawowe funkcje urządzenia do rejestracji wyładowań częściowych

Posiada funkcję zapisywania i eksportowania danych detekcji.
Posiada funkcję autotestu oraz możliwość przesłania sygnału autotestu do terminala monitorującego.
Interfejs przesyłania z inteligentną bramką obsługuje łączność bezprzewodową lub RS485. Interfejs, obsługuje Modbus. Protokół komunikacyjny może przesyłać sygnały alarmowe, takie jak dane monitorowania, anomalie wyładowań niezupełnych i diagramy widma do terminala monitorującego zgodnie ze standardowymi protokołami.
Całkowicie aluminiowa konstrukcja korpusu skutecznie poprawia wydajność odprowadzania ciepła.
Opcjonalną listwę zaciskową zasilania prądem stałym można podłączyć do wielożyłowego, elastycznego przewodu o przekroju 1 mm².
Produkt działa stabilnie i ma żywotność nie krótszą niż 10 lat w normalnych warunkach.
montaż na szynie i na ścianie, w celu dostosowania do różnych środowisk zastosowań.

II. Parametry techniczne urządzenia do rejestracji wyładowań niezupełnych

1) Napięcie zasilania: AC/DC 85-265 V, 50 Hz/60 Hz lub DC 24 ~ 48 V ± 20%, moc < 9 W.

2) Środowisko pracy: Temperatura: -40 ℃ ~ 85 ℃; Wilgotność: ≤99%.

Stopień ochrony: IP65.
Metoda komunikacji czujnika: bezprzewodowa LoRa Pobieranie przejściowych informacji naziemnych drogą radiową/ultradźwiękową;
Interfejsy komunikacyjne: Zawiera RS485, Ethernet i USB. Interfejsy komunikacyjne itp.
Wymiary zewnętrzne: 153mm × 147mm × 42mm

Inteligentny czujnik 2 w 1

I. Przegląd

Czujniki wyładowań niezupełnych dzielą się na czujniki ultradźwiękowe, czujniki przejściowego napięcia uziemienia i czujniki ultradźwiękowe/przejściowego napięcia uziemienia, skonfigurowane zgodnie z rzeczywistymi potrzebami inżynieryjnymi.

Korzystanie z TEV i AE Zasada detekcji obejmuje akwizycję i przetwarzanie w czasie rzeczywistym przejściowych sygnałów wyładowań niezupełnych fali przyziemnej oraz sygnałów ultradźwiękowych.
Metoda komunikacji: bezprzewodowa LoRa.
Stopień ochrony osiąga IP65.
W czujniku zastosowano mocowanie magnetyczne, dzięki czemu można go zamontować i przymocować do różnych szafek. Powierzchnia czujnika całkowicie przylega do powierzchni mierzonej szafki. Czujnik posiada ząbki antypoślizgowe zapobiegające przesuwaniu się po zamontowaniu. Czujnik powinien mieć niewielkie rozmiary, aby zminimalizować przestrzeń zajmowaną w szafie po instalacji.
Produkt działa stabilnie i ma żywotność nie krótszą niż 10 lat w normalnych warunkach.

Bezprzewodowy ultradźwiękowy / przejściowy czujnik podwójnego napięcia uziemienia

II. Parametry techniczne naziemnej fali elektrycznej / ultradźwiękowego czujnika elektromagnetycznego

Odporność na temperaturę i wilgotność: 40 ℃± 2 ℃ i 90%RH ± 3%RH, 24h; Robocza temperatura otoczenia: -40 ℃ ~85 ℃; Wilgotność: ≤99%.
Pasmo częstotliwości: fala naziemna 3 MHz-100 MHz; ultradźwięki 20 kHz-500 kHz.
Zasilanie: 3,7V, wbudowany akumulator;
Czułość: ≥ 40dB.
Błąd liniowości: ≤ 20%.
Zakres pomiarowy: 0 ~ 60dB.
Rozdzielczość: 0,1 dB.

3.2 Bezprzewodowy pasywny czujnik temperatury

I. Czujnik temperatury zasilany napięciem

Ten czujnik temperatury wykorzystuje zasadę indukcji napięcia w celu uzyskania mocy. Jest on wbudowany w wtyczkę izolacyjną pierścieniowej jednostki głównej i ma bezpośredni i ścisły kontakt z punktem grzewczym, dzięki czemu może dokładnie odzwierciedlać temperaturę punktu grzewczego.

Parametry czujnika temperatury
Zakres pomiaru temperatury	-30 ℃ ~ 135 ℃
Dokładność pomiaru temperatury	± (odczyt standardowy×1% + 1℃)
Rezolucja	0．1℃
Rozmiar czujnika	Wbudowany we wtyczkę izolacyjną
Zasilanie	Zasilanie indukcyjne, nie wymaga baterii, przekładnik prądowy
Cykl pomiarowy	Początkowy czas włączenia poniżej 20 minut, cykl pomiarowy poniżej 3 minut
Standard RF	2,4 GHz
Odległość transmisji:	100M (otwarte środowisko)
Impuls wysokiego napięcia	15kV ± 10 razy
Wytrzymać napięcie	15 kV/3 min, normalne
Częściowe rozładowanie	15kV, mniej niż 10szt

II. Czujnik temperatury do wytwarzania energii w miękkim tomografii komputerowej

Parametry czujnika temperatury zasilania dla miękkiego przekładnika prądowego
Zakres pomiaru temperatury	-20 ℃ ~ 125 ℃
Dokładność pomiaru temperatury	± (odczyt standardowy × 1% + 1℃)
Rezolucja	0,1 ℃
Sposób zasilania	Zasilanie pobierane jest z pomiaru prądu, co eliminuje potrzebę stosowania baterii.
Minimalny prąd roboczy	3A
Normy częstotliwości radiowych	2,4 GHz

3.3 Cyfrowy czujnik prądu

Zakres pomiarowy cyfrowego czujnika prądu DCT-100: 1mA ~2000mA
Dokładność: ± (1% wartości standardowej + 0,1 mA)

4 Zdjęcia sprzętu

Aby uzyskać więcej informacji na temat tego produktu, pobierz broszurę stąd lub skontaktuj się bezpośrednio z Britop.
Informacje kontaktowe:
W sprawie sprzedaży międzynarodowej prosimy o kontakt:
Qingdao Britop International Trading Co., Ltd.
Strona internetowa: https://qdbritop.com
Kontakt: Bright Meng
E-mail: britop@qdbritop.com
Tel (Wechat): +8613811458455

Powiązane produkty:

1 Wprowadzenie do produktu

1.1 Zakres zastosowania

1.2 Środowisko użytkowania

1.3 Cechy produktu

2 Zasada pomiaru i skład sprzętu