超高壓局部放電檢測基礎

輸變電設備物聯網傳感器數據規范3.1術語及定義1.傳感器輸變電設備物聯網感知層中的終端設備，可實現對輸變電設備運行狀態感知，并通過無線或者有線方式接入匯聚節點或接入節點。2.接入節點輸變電設備物聯網的感知層中的通信主設備，具備邊緣計算、自組網和終端接入的功能。3.匯聚節點輸變電設備物聯網的感知層中的通信中繼設備，具備自組網和終端接入的功能。4.微功率無線接入網輸變電設備物聯網傳感終端以微功率無線通信的方式接入到匯聚節點，從而構建起由多個匯聚節點和傳感終端所組成的數據傳輸業務承載網絡，簡稱為無線接入網。5.報文報文是數據鏈路層的**小數據單元，數據報文由傳感器ID、參量個數、分片指示、報文類型、報文內容、校驗位，6個部分組成。數據報文編碼格式框架如圖1所示，數據報文編碼格式框架定義如表1所示。GZPD-3004ZX局部放電監測系統主IED介紹。超高壓局部放電檢測基礎

功能及原理4.1GZPD-3004ZX系統構架GZPD-3004ZX局部放電在線監測系統由現場傳感器（內置\外置超高頻傳感器及噪音傳感器），前置監測單元（IED模塊），局放工作監視站（后臺服務器等）三大部分組成。系統框架如下圖所示：4.1.1局放工作站組成按現場的通信方式，可經網絡服務器、以太網交換機、光纖收發器等，將IED與后臺電腦相連接，亦可使用其他如串口通信等方式與后臺連接，連接后使用后臺電腦上的SQL數據庫及人機對話、**診斷系統等來對IED所采集到的信號進行判斷分析及數據保存。4.1.2局放IED組成局放IED分為上中下三段式結構：底層為電源單元、中層為信號濾波單元、上層為信號采集處理單元。底層包括系統電源濾波器、一個AC/DC開關電源、一塊AC/DC電源板。中層由固定增益放大器、帶通濾波器、程控放大器等組成。上層由FPGA信號采集掃描處理模塊及工頻信號觸發模塊構成。4.1.3傳感器組成超高頻傳感器主要由超高頻非頻變圓極化天線及發射電路構成。傳感器可分為外置和內置傳感器，還有**于變壓器內的油閥傳感器，以及用于采集干擾信號的噪音傳感器。超高頻傳感器可分為外置傳感器，內置傳感器和**于變壓器的油閥式傳感器。外置傳感器：安裝于設備外部。手持式局部放電故障圖GZPD-3004ZX局部放電監測系統傳感器的種類、外觀及現場安裝示例。

技術參數類別指標名稱技術指標采集主機采樣率200MS/s帶寬100MHz采樣精度12bit局放通道數量1~3(可擴展)通信方式RS485、LoRa(470MHz)傳輸距離≥100m協議類型Modbus、輸變電設備物聯網節點設備無線組網協議同步方式電源同步或無線同步工作電源220V±20%額定功率30W其他過電壓保護、抗干擾功能特高頻傳感器頻率范圍300MHz～2000MHz平均等效高度≥11mm測量范圍-80～-20dBm動態范圍60dB測量誤差≤1dBm檢測靈敏度≤17dBV/m環境特性工作溫度-40℃-80℃工作濕度10-90%RH無冷凝IP等級IP67

主要應用A、變壓器：過負荷運行，結構件松動，擊穿放電，冷卻系統漏氣，接觸不良引起的放電等；B、電抗器：結構件松動，金屬異物，捆扎帶松脫斷裂，匯流引線松脫斷裂等；C、GIS：螺栓松動，外殼接觸不平衡，導桿輕微彎曲、擊穿放電等；D、斷路器：鐵芯卡澀，彈簧變形，操動機構拒合、拒分、誤動，脫扣失靈等；E、開關柜：機構卡澀，分合閘鐵心松動、卡澀，軸銷松斷，端子松動，電容套管閃絡、污閃、擊穿等；F、輸變電線路：桿塔異常振動、絕緣子污穢閃絡、電暈放電、結構件松動。GZPD-3004ZX局部放電監測系統功能。

2.1主要技術性能1測量方法——局放在線監測采用UHF傳感器，對局放進行定位和故障類型識別。2監測頻率——超高頻電磁波（UHF）測量頻率：300MHz~1.5GHz。3局放傳感器——UHF內置或外置式傳感器。4靈敏度——內置傳感器≤0.5pc，外置傳感器≤0.5pc。5故障識別類別——電暈放電、懸浮電位放電、自由粒子放電、空隙放電等。6故障預警方式——采用符合IEC局放定義對變壓器局放進行PC量化，根據局放量化指標給出運行中變壓器局放故障預警，并給出局放故障位置、類型及局放強度。7傳感器位置——傳感器的位置分布會影響局部放電檢測靈敏度，在線監測裝置的傳感器布置應滿足于比較大限度覆蓋所監測的設備。8現場監測單位——不銹鋼外殼，通過油閥插入變壓器腔體，或者通過與入孔法蘭對接GIS，現場可以查看監測數據。9通信網絡——現場傳感器和本地單元間采用低衰減50歐同軸電纜；——本地單元和主處理單元采用同軸電纜連接；——主處理單元和服務器、診斷系統采用串口通信或TCP/IP方式通信；——系統和變電站綜自系統之間可采用IEC61850方式連接通信。10噪音辨別——高壓同步信號噪音抑制；——可直接根據寬頻帶波形特征進行判斷；GZPD-4D型分布式電纜局放監測與評估系統相關標準。高頻局部放電論文

GZPD-234系列局部放電監測系統概述。超高壓局部放電檢測基礎

4.3.5系統設計原理《智能變電站技術導則》將智能變電站分為三層：過程層、間隔層、站控層。要求間隔層與站控層采用IEC61850通信規約的以太網通信。這對裝置硬件提出更高要求。我們的做法是在原有裝置硬件基礎上新增IED組件，實現將原來已用的各種通信規約轉為IEC61850規約，實現與監測平臺通信。結合GZPD-3004ZX裝置特點，將現場采集裝置原有硬件控制電路和新增IED功能進行整合，達到功能更簡潔，成本更低，運行更穩定。4.4GZPD-3004ZX系統主IED介紹在GZPD-3004ZX系統中，傳感器負責采集信號，主IED負責將局放傳感器與噪音傳感器所采集到的信號經濾波，放大，去噪，調試后，將調試完的信號經串口通信或TCP/IP或IEC61850通信，上傳至后臺處進行分析判斷。主IED通道數可隨現場需求進行調整，機箱有數種可供選擇，亦可由客戶提出要求。IED外觀如下圖：超高壓局部放電檢測基礎