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CONELE8001高壓電纜局部放電在線監測系統
    發布時間: 2018-12-18 15:31    

康電電氣研制的CONELE8001高壓電纜局部放電在線監測系統適用于變電站、變電所、開閉所、電廠、牽引變電站等電纜局部放電的實時監控。設備系統集局部放電監測、分析系統、數字式存儲示波器、頻譜分析儀于一身,可獲得局部放電模式,顯示和分析信號波形并獲得脈沖頻譜。

1.系統簡介
      康電電氣研制的CONELE8001高壓電纜局部放電在線監測系統適用于變電站、變電所、開閉所、電廠、牽引變電站等電纜局部放電的實時監控。設備系統集局部放電監測、分析系統、數字式存儲示波器、頻譜分析儀于一身,可獲得局部放電模式,顯示和分析信號波形并獲得脈沖頻譜。

2.產品功能
      高壓電纜局部放電在線監測系統適用于1kV及以上電壓等級電纜局部放電在線及離線監測,實時顯示電纜和接頭的局部放電幅值及頻次,當局部放電量達到300pC、500pC和800pC時發出不同程度的報警,從而及時發現電纜及接頭的絕緣缺陷,為評估電纜絕緣水平和老化程度提供判據。高壓電纜局部放電在線監測系統能夠在電纜擊穿、放炮、接地和短路前發出預警,為有目的地電纜檢修工作提供依據,減少拆裝電纜的勞動量,降低耐壓試驗對電纜的損傷,避免意外停電事故的發生。

2.工作原理概述
       COELE 8001高壓電纜局部放電在線監測系統是一種基于局部放電電流脈沖波形的監測設備,利用高速硬件對放電的電流脈沖信號進行高速寬帶采樣,獲取信號完整的時域波形,能針對不同放電及噪聲間的差異而提取多種信號指紋特征,將不同的信號分離出來。在此基礎上,運用人工智能識別技術,對數據進行分析判斷,消除噪聲干擾,從而識別局部放電類型,達到發現電纜絕緣缺陷的目的。

       由系統硬件和系統軟件組成。采用模塊化的設計方法,通過安裝在電纜接頭屏蔽層接地線上的高頻電流傳感器,來耦合電纜本體及接頭處的局部放電脈沖電流信號,脈沖電流信號通過同軸電纜傳輸到信號采集裝置,模數轉換后通過USB或光纖傳輸給監測主機。如圖1所示。監測主機中的軟件分析專家對信號數據進行分析處理,提取波形指紋特征量,通過強大的數據庫訓練后的人工智能模式識別,提取局部放電與沿面放電信號并計算放電量,在監測系統的軟件界中動態顯示監測結果。
圖1 電纜局部放電在線監測系統原理圖
      軟件分析專家擁有獨特的一種基于虛擬數字示波器多項專利技術,對信號數字濾波與放大,最大程度地保證了原始波形與調理后的波形不失真
      軟件分析專家擁有獨特的一種基于人工智能識別多項專利技術與強大的局部放電與沿面放電數據庫,最大程度地保證了報警的準確性。
      軟件分析專家擁有一種基于高頻信號在電力電纜中的衰減特性自動補償專利技術,最大程度還原放電源的放電量。
      軟件分析專家擁有基于行波時差,故障定位功能。

3.產品性能指標

電纜電壓等級

6kV及以上

電纜類型

單芯、多芯

供電電壓

220V

功耗

30W

通訊介質

同軸電纜或光纖

采樣頻率

500MS/s

監測通道

單通道間歇性循環

傳感器工作頻帶

1KHz-30MHz

靈敏度

5pC

4. 產品特點
      ?采用開合活扣式鉗形傳感器,結構緊湊,拆卸安裝方便,與電力運行設備沒有直接接觸,不影響正常電力設備正常運行。
      ?采用高性能處理器,實現200MS/s、12位分辨率的高速采樣和存儲,可以分析疊加采樣90個工頻周期以上的數據。
      ?可以區分沿面放電和局部放電,真實反映電纜本體或接頭內部絕緣缺陷。
      ?設置三檔報警閾值,對應三種不同絕緣缺陷危害的等級。
      ?可以顯示監測周期放電圖,分析放電趨勢。
      ?存儲數據盤,自動覆蓋,但不會影響放電趨勢歷史包絡曲線。
      ?軟件系統具有自學習功能,收集了大量電力設備實際故障放電脈沖波形指紋特征,建立了強大的專家庫系統和人工智能診斷方法,能夠對分離出來的放電進行聚類識別。
      ?具有獨立的分析與定位軟件:可以時域與頻域分析、可以基于行波原理故障定位。
      ?采用4G通信DTU模塊,當達到最高危害等級報警,發送手機報警短信:“某某變電站某回路某相局放值報警”字樣。

5.產品主要部件
(1)高頻脈沖電流傳感器High Frequency Current Tensor(HFCT)
      高頻電流傳感器(HFCT)是公司自主研發生產的高精度產品,擁有被SCI 收錄的多篇研究文獻。采用進口訂制磁導率的鐵氧體開口磁芯,下截至1KHz,上截至頻率30MHz,最大帶寬高達60M。外殼采用具有電磁屏蔽作用的鋁合金材料,并在表面噴砂、噴涂透明絕緣漆,具有防水、絕緣功能。
                                      
圖2 高頻電流傳感器

傳感器主要參數

重量

450g

內徑

50mm

外徑

110mm

安裝方式

外置卡扣式

輸出接口

50Ω BNC接頭

靈敏度

4.5mV/mA13dB

檢測帶寬

1kHz~30MHz

靈敏度

5pC



(2)信號采集裝置Signal Acquisition Unit(SAU)
      單通道采樣速率200MS/S,輸入電壓范圍:0.2V到80V,分辨率12位到16位可選,通道都具有32M存儲深度和完善的觸發功能,實現信號放大、濾波和數模轉換,并提供干擾保護。一臺信號采集裝置,可以監測35根電纜。

      高壓電纜局部放電在線監測系統CONELE8001擁有一種基于高頻模擬信號多路復用或矩陣開關專利技術,很好地屏蔽自用工作電源的干擾。

 采集裝置分辨率

分辨率

信噪比

級別

最大采樣頻率

百分比

12

72dB

4096

50MHz

0.024%

14

84dB

16384

3.125MHz

0.0061%

16

96dB

65535

195.3125Hz

0.0015%


(3)軟件系統主界面
圖3系統主界面
      CONELE8001電纜局部放電在線監測系統人機交互,非常友好,不需要專業知識和技能培訓,不需要復雜的參數、模式、功能等組合選擇與設置,按照簡單的使用說明書即可,開啟程序后,系統會自動連續運行。
      左上側為“操作”與“數據”菜單。“操作”菜單中有“開始采集”、“通道選擇”和“退出系統”子菜單;“數據”菜單中具有“趨勢分析”和“歷史數據查詢”。
      中間為原始和調理后時域波形,每個窗口均有對波形任意截取放大、縮小、還原等功能,方便您的人工分析與查看。
      右側顯示放電量數值,“油表盤”直觀顯示放電量的嚴重程度,右中側為300pC、500 pC和800 pC預警燈,右下角是顯示到的“局放均值”、“局放峰值”、“沿面放電均值”、“沿面放電峰值”(注:均值是在2ms內,對分類脈沖波形積分后的單位時間內的放電量)。 

6.現場安裝實例




圖4 現場安裝實例

圖5 現場操作培訓

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