环路与绝缘诊断项目介绍.doc
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1、环路与绝缘诊断项目介绍 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途 直流系统环路造成系统绝缘故障的诊断系统的研究项目一、项目可行性方案1.1. 项目背景概述投入运行可以彻底解决直流系统中由于不确定系统环路信息造成误操作的损失,同时可以随时把握直流系统绝缘变化趋势,彻底避免由于绝缘故障而带来的经济损失,同时,利用设备本身信息采集稳定、可靠、准确的优势,为直流系统的绝缘运行趋势,直流系统的改造维护,提供了可信的依据.直流系统绝缘状态的变化可能随气候、环境温度,震动等很多外介因素有关,因此对于监测其漏电流变化的传感器而言,就要求有相当高的精度和稳定性,同时,由于直流系统中有环路的存在,环路中电流变
2、化快,而且电流大,因此又要求漏电流监测传感器有较大的量程范围,绝缘趋势分析将是一个长期而又漫长的过程,如何保证传感器在整个运行过程中数据稳定可靠,就必需具备低零飘、受地磁场影响小的特点。因此,要实现该系统的功能,我们将会按照该系统指标要求与国外公司合作,订制出完全适应该系统的漏电流传感器;在没有可靠图纸的情况下,环路配对在一个正常运行的系统中,长期以来是无法实现的一个难题,国内外也很少有相应的课题对其进行讨论研究,因此,该系统将会充分收集现场数据,捕捉环路电流变化规律与趋势,再利用各种算法进行模式匹配,最终得出可靠的环路配对信息;实现各回路信息高精度采样需要有非常先进的算法做基础;由于要对系统
3、漏电流瞬时数据进行采集,因此必需采用高速并行系统,因此可采用了先进的DADC构架,引入采样实时性和采用同时性两大概念。区别于传统的巡检模式,系统每0。001秒对所有回路电流进行时间完全同步的数据采集,数据精度达到五万分之一,在高速数据的采集与传输过程中保证通信的成功率与可靠性。后台分析软件对所有数据进行集中管理,并按需存储,生成曲线与报表,关键在于根据分析情况做出合理化建议;因此该项目可进一步提高电网公司供电安全、经济、稳定运行水平,起到示范和推动作用。在省内推广应用预计可产生直接经济效益大约6000万元,进一步推广应用到其他电网经济效益将更为可观,在小批量生产的基础上,可以实现产品化和产业化
4、。该项目目前处于世界领先水平。1.2. 项目可行性分析电力系统中的直流系统绝缘下降而引起的故障是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障。无论是正极绝缘下降或者负极绝缘下降,在引起两点接地的情况下,都可能造成保护误动或者保护拒动,危害一次系统正常运行。由于直流系统的复杂性和动态性,直流接地故障往往难以定位。同时由于微机保护和综合自动化系统的广泛应用,又对直流系统接地监测装置的准确性和安全性提出了更高的要求。而目前对于直流系统绝缘分析仅仅停留在对于直流系统接地的实时监测上,该监测主要有以下两种原理:根据监测原理的不同,直流系统接地监测装置可分为主动式和被动式两种。主动式需要向系统注入特定的信号,然
5、后通过传感器探测该信号来判统注断接地回路。被动式不向系入任何信号,直接检测各回路的漏电流来判断接地与否。被动式监测不发送任何特定信号作为判断基准,而直流系统中又含有各种干扰信号,因此监测难度远大于主动式.然而被动式监测以其安全性,代表了直流系统监测装置的发展方向,随着现代微电子技术的不断进步,将成为市场的主流.目前现场各直流系统所装配的多为多年前的直流在线绝缘监测装置,大多采用主动式的监测原理,存在一定安全隐患,有些也采用了被动式的监测方式,但实际运行时往往无法给使用人员提供准确的信息,即便是系统出现了接地情况,错报误报也时有发生,给现场运行维护带来了很大的困扰.因此一种能够对直流系统进行综合
6、信息分析的系统迫切需要出现在直流系统之上,直流系统环路及绝缘状况趋势诊断系统的设计理念正是在这样一种环境之下提出来了,它充分利用了现代电子电力及数字分析技术的优势,结合计算机网络系统实现集中监测,具有非常好的扩展性及实用性,能够彻底的排除威胁直流系统安全的隐患。目前,国内外处理直流系统绝缘问题都是采用治大于防的方法,通常都是在直流系统出现接地现象之后再去处理,而往往由于处理周期过长从而引发事故,而关于环路配对问题,往往由于系统在经过多次改造之后会造成图纸丢失或模糊不清,从而造成误操作引发事故。单从直流系统接地查找这方面来讲,目前大多电力系统对于绝缘监测的原理可以分为以下五类:1)继电器加电压表
7、法这种方法虽然简单可靠,但对于平衡接地时却无法检测到.2)串联电压表法这种方法虽然能够检测到平衡接地时的情况,但由于电压表本身有内阻,使得测量结果与实际值有很大偏差,经常给现场人员提供错误信息。3)比较器法由于这种检测方式平衡桥电阻很大(1-10M),对于轻微的绝缘降低就会出现很大的电压偏差,很容易引起现场作业人员的误判。4)交流传感器法交流传感器本身精度很高,但抗干扰能力差,经常出现误报现象,另外,由于使用了交流传感器,必然会给直流系统中注入交流信号,对直流系统不利。5)直流传感器法直流传感器用来检测监测支路直流漏电流,对直流系统不会有任何影响,但目前大多工作在直流系统中的直流传感器由于本身
8、零飘严重,线性性差的原因,使得精度很难做得很高,无法实现真正意义上的绝缘监测的功能。 正是由于检测方式的多样性与标准的不唯一性,长期以来直流接地故障快速排除与直流系统绝缘信息的准确获取一直是一个难题。以往大多数判断接地与否的依据都是根据电压偏差来确定,但由于电压偏差本身受系统平衡桥的影响,不同平衡桥的系统相同的电压偏差却对应不同的接地阻抗,因此这种方式无法准确获取系统接地与否的信息。对于直流系统各回路绝缘信息长期追踪及趋势分析更是无法涉及。而关于环路配对,由于技术难度大,实现起来相当困难,目前国内外还没有相应的设备来处理该问题。由此可见,目前直流系统中单单对于绝缘监测这一项就还存在很多缺陷,而
9、环路配对更是一片空白,现阶断,直流系统可靠运行要求越来越高,随着科学技术的不断发展,使高精度传感器的应用成为一种可能,对直流系统各回路状态监测必将成为一种趋势.因此直流系统环路及绝缘状况趋势诊断系统将一个全新的设计理念带进了直流系统,它将会提高直流系统供电安全、经济、稳定运行水平,起到示范和推动作用.1.3 主要研究内容研制出直流系统环路及绝缘状况趋势诊断系统,通过对直流系统中所有回路漏电流的实时采集,对每条回路所采集而得的数据进行 FIR数字信号预处理,滤除噪声后提取小波时频谱,时频谱信息通过SynBus总线实时上传至主分析系统,主系统自用数据处理CPU综合所有回路的时频谱特征进行人工智能分
10、析,和主系统内置的特征规则进行多维模式匹配,最后得出系统未知环路信息,并将所有监测数据进行实时存储,通过后台系统描绘出系统回路分布系统信息、环路状态、每条回路的绝缘曲线信息。1.4 项目研究意义通过直流系统环路造成系统绝缘故障的诊断系统项目的实施,彻底解决直流系统中由于不确定系统环路信息造成误操作的损失,同时可以随时把握直流系统绝缘变化趋势,彻底避免由于绝缘故障而带来的经济损失,同时,利用设备本身信息采集稳定、可靠、准确的优势,为直流系统的绝缘运行趋势,直流系统的改造维护,提供了可信的依据.1.5 主要设备汇总设备名称型号数量备注直流系统环路造成系统绝缘故障的诊断系统Topwhip565Z1监
11、测分析软件1数据采集器2标配,可根据用户实际需求配置传感器10标配,可根据用户实际需求配置1.6 项目实施1)、为了确保系统顺利实施,广州拓威讯将委派一位具有丰富现场工程经验与系统集成经验的技术人员作为该工程的项目经理。他将全面负责该项目的技术管理和项目管理。未经买方同意,在合同执行期间,广州拓威讯将不会随意更换该项目经理。2)、系统安装调试、投运时的技术服务为了便于合同中软硬件的安装、调试和投运,广州拓威讯将派出技术熟练的工程师到工程现场进行技术服务.如买方认为广州拓威讯的技术人员不能胜任现场的工作,有权要求公司调换。广州拓威讯的现场技术人员将负责合同中软硬件系统设备的安装指导和检查,负责现
12、场调试和全系统的启动投运,并负责解决系统投运时出现的问题。广州拓威讯技术人员将负责解答和解决由买方在合同范围内所提的问题。广州拓威讯的现场技术人员将免费在现场对软硬件系统设备的正确安装和试验给买方有关人员进行现场技术培训。3)、保证期内的技术服务在保修期间,广州拓威讯将保证系统的性能与合同中所保证的性能指标相符。如果因为系统的缺陷引起故障或异常运行,在收到买方的通知后,广州拓威讯将免费用最短的时间和有效的措施予以修复.若有重大技术问题,广州拓威讯将派技术人员以最快的速度赶赴现场解决问题。保修期内发生系统故障时,广州拓威讯将负责分析事故原因和恢复系统正常运行,如因系统设备本身原因造成的故障,一切
13、发生的费用由广州拓威讯承担.1.7 需研究的主要技术问题及特点1)、高精度直流漏电流传感器的研制高精度、高稳定性直流漏电流传感器是保证绝缘监测精度的基础,0.1mA分辨率的直流漏电流传感器(可以准确识别系统对地绝缘01000K)可以完全满足直流系统环路及绝缘状况趋势诊断系统的要求.2)、环路诊断及环路绝缘趋势分析电力直流环路是普遍存在的,并给接地故障点的定位带来极大的干扰。主机通过将每条回路的特征状态信息和系统内置的特征规则进行人工智能模式匹配;对系统中所存在的环路进行诊断,并对每条环路绝缘状态进行分析,并将分析数据上传到PC机,通过后台系统进行趋势分析.3) 、直流系统各种回路绝缘趋势分析采
14、用高精度采样传感器与智能算法为基础,使得该系统具有极高的检测精度,因此可通过检测未接地回路的对地阻抗判断其长期变化的趋势,并将分析数据上传到PC机,通过后台系统进行趋势分析.4) 、绝缘分级无限扩充在结构上,该系统将引入了主子系统的概念, 采用了独有的DADC构架,将现场工程实施的灵活性,系统扩展的灵活性和强大的处理能力相结合,只需要一条总线从主机接入子机,就可以实现子机间的超大范围扩展,使得该系统可以很方便的实现与直流系统的同步更新。5)、强大的后台实时监测系统后台监测系统详细的描述出了整个直流系统的拓扑接线图,该系统所有数据均通过RS485通信接口上传至该后台系统,它将对所有数据进行存储,
15、分析,报表制作,并给出绝缘管理合理化建议,后期通过对这些数据的收集,结合直流系统的相关配置,写出提升直流系统配置性能的技术论文。系统拓扑图1.8、 方案描述从上述的拓扑图,我们可以看到,公司提出的解决方案是一个简单易行的方案。 全系统由主控制器(Main Control Machine),简称主机或者MCM;数据采集器(Data Acquisition Module),简称子机或者DAM;专用直流传感器(Dedicated DC Sensor),简称传感器或者DDS;共三部分构成。 主机固定于直流屏上,为整个系统的核心控制单元,也是监控信息显示和设置信息输入的主界面。传感器安装在各个直流屏各出
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