電力電纜接頭故障在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)整體解決方案-wenkub
2023-05-08 04:21:35 本頁(yè)面
【正文】 項(xiàng)，接頭電阻的變化只與t2時(shí)刻的溫度差及電流平方的比值有關(guān)，當(dāng)負(fù)荷電流運(yùn)行較平穩(wěn)時(shí)，t2時(shí)刻的溫差可以反映出接頭質(zhì)量的大致變化（實(shí)際情況是，正常的接頭電阻值很小，即便是有一定電流的變化，產(chǎn)生的熱量也不大，且會(huì)迅速地被周圍的材料吸收掉，不可能產(chǎn)生較大的溫差），見(jiàn)式（3）。在式（1）中，由于初始值參數(shù)不易取得（絕大多數(shù)溫度探頭都是在線路運(yùn)行以后加上去的，即現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)），直接使用不方便。因?yàn)檫@時(shí)候的維修絲毫不會(huì)影響生產(chǎn)。經(jīng)上述處理后，用代替的計(jì)算結(jié)果實(shí)際證明完全可以滿足工程計(jì)算的要求。 通過(guò)上述的分析和忽略一些次要因素，可以總結(jié)出如圖1所示的電力及熱力混合網(wǎng)絡(luò)圖。 該系統(tǒng)適合城區(qū)大范圍電力電纜接頭故障在線監(jiān)測(cè),具有廣闊的應(yīng)用前景。 現(xiàn)場(chǎng)裝置對(duì)電纜接頭溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)。當(dāng)供電距離較長(zhǎng)時(shí)通常在線路上要出現(xiàn)電纜接頭，多年的運(yùn)行顯示90%以上的電纜運(yùn)行故障是接頭故障引發(fā)的。通過(guò)進(jìn)一步的分析表明，接觸電阻、過(guò)負(fù)荷等因素是引起接頭溫度過(guò)高，造成電纜接頭絕緣老化或崩燒故障的主要原因。上位機(jī)系統(tǒng)完成對(duì)電纜接頭運(yùn)行溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、預(yù)警、報(bào)警及電纜接頭運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估,同時(shí),基于SCADA組件實(shí)現(xiàn)了GIS方式下的電纜接頭管理功能。第2章系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) 電纜接頭測(cè)溫分析 電纜接頭熱源分析接頭發(fā)熱主要是流經(jīng)線路的電流在接頭電阻處的損耗所釋放出來(lái)的熱能，該熱能與流經(jīng)線路的電流平方及接頭電阻成正比。圖1 電纜接頭處電力及熱力混合網(wǎng)絡(luò)圖中所標(biāo)代表裸接頭處溫度，為電纜環(huán)境溫度，為測(cè)點(diǎn)溫度，為接頭處接觸電阻，是由電流互感器測(cè)定的電纜電流，為接頭到溫度檢測(cè)單元的等效熱阻，為溫度檢測(cè)單元到環(huán)境溫度處的等效熱阻。 算法及公式根據(jù)圖1的混合網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)定理，可以推導(dǎo)出電流、溫度及電阻的關(guān)系如下：Rx=K??R0 (1)式中 ,為安裝初始測(cè)定值，K為比例修正系數(shù)。這類評(píng)估主要從接頭電阻是否已有質(zhì)的變化，接頭絕緣老化程度等入手。但在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，只要監(jiān)測(cè)最近一段時(shí)間內(nèi)接頭電阻是否有了明顯的變化就可以找出隱患。P (3)式（3）突出了故障的主要特征，簡(jiǎn)化了運(yùn)算。在一般使用情況下，當(dāng)受到溫度等外界環(huán)境影響時(shí)，絕緣材料極易與氧等發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致降解同時(shí)產(chǎn)生氫氣、甲烷、二氧化碳等有害氣體或水，因而在絕緣層中形成細(xì)小的空洞或裂縫，使材料變脆、龜裂，降低了材料的絕緣強(qiáng)度和密封性。在實(shí)際系統(tǒng)中，對(duì)這種積累分5級(jí)評(píng)判，當(dāng)進(jìn)入某一評(píng)判系統(tǒng)時(shí)，給出對(duì)應(yīng)的更新提示。下面就以GPRS技術(shù)為例作說(shuō)明： GPRS原理及技術(shù)特點(diǎn) GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)general packet radio service的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的一種新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。圖1 GPRS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成示意圖 具備GPRS功能的移動(dòng)電話或終端通過(guò)無(wú)線方式與GSM基站進(jìn)行通信，隨即登陸上GSM網(wǎng)絡(luò)，但與電路交換式數(shù)據(jù)呼叫不同，GPRS分組是從基站發(fā)送到GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)，而不是通過(guò)移動(dòng)交換中心(MSC)連接到語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)上。GPRS用戶的計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了得到多少、支付多少的原則。3）接入時(shí)間短：分組交換接入時(shí)間縮短為少于1秒，能提供快速即時(shí)的連接，可大幅度提高遠(yuǎn)程監(jiān)控等工作的效率。圖2 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 基本工作原理：在GPRS模塊上實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，在應(yīng)用程序端安裝數(shù)據(jù)中心軟件，數(shù)據(jù)中心擁有固定的IP地址(或域名)，GPRS模塊登陸上GSM網(wǎng)絡(luò)后，自動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心，向數(shù)據(jù)中心報(bào)告其IP地址，并保持和維護(hù)鏈路的連接，GPRS模塊監(jiān)測(cè)鏈路的連接情況，一旦發(fā)生異常，GPRS模塊自動(dòng)重新建立鏈路，數(shù)據(jù)中心和GPRS模塊之間就可以通過(guò)IP地址用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行雙向通信，實(shí)現(xiàn)透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 系統(tǒng)應(yīng)用GPRS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1） 永遠(yuǎn)在線： GPRS 模塊一開(kāi)機(jī)就能自動(dòng)附著到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，并與您的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時(shí)收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，具有很高的實(shí)時(shí)性。5） 通信鏈路由專業(yè)運(yùn)營(yíng)商維護(hù)：由于采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此鏈路維護(hù)也由中國(guó)移動(dòng)負(fù)責(zé)，免除通信鏈路維護(hù)的后顧之憂。 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本分析構(gòu)成系統(tǒng)運(yùn)行成本主要有兩方面（參考本地資費(fèi)）：①系統(tǒng)服務(wù)器端的靜態(tài)IP地址租用費(fèi)。 第3章 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置的介紹 由于解決了從導(dǎo)線10A起自取電問(wèn)題，無(wú)線測(cè)溫指示器（或者測(cè)溫盒）可以實(shí)現(xiàn)高密次、長(zhǎng)期的雙向無(wú)線通訊，用戶再也不用擔(dān)心電池?fù)p耗殆盡還要再次停電更換鋰電池了，完全實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。2型高壓開(kāi)關(guān)柜母排無(wú)線測(cè)溫盒（外加取電盒才能實(shí)現(xiàn)自取電功能） 2A或者177。，之間通過(guò)很短的高溫線纜進(jìn)行連接，用戶根據(jù)需要選擇是否需要取電盒來(lái)做自取電。當(dāng)溫度變化不大時(shí)，測(cè)溫指示器每隔一段時(shí)間主動(dòng)上報(bào)一次當(dāng)前溫度值。 ，負(fù)荷電流每增加5A，則減少電池功耗10uA。 溫度等測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)ZDDCU系列數(shù)據(jù)采集器（或監(jiān)控后臺(tái)）轉(zhuǎn)發(fā)給主站系統(tǒng)，主站命令、參數(shù)等也可以通過(guò)ZDDCU系列數(shù)據(jù)采集器（或監(jiān)控后臺(tái)）轉(zhuǎn)發(fā)給無(wú)線測(cè)溫指示器（或無(wú)線測(cè)溫盒）。采用大容量可充電鋰電池做后備電源，可連續(xù)工作7天以上，并確保5年以上全戶外使用壽命。當(dāng)負(fù)荷電流大于20A時(shí)可以完全取到通訊能量，在通訊時(shí)可以做到“有問(wèn)必答”或者定時(shí)主動(dòng)發(fā)送；當(dāng)負(fù)荷電流小于20A時(shí)，只能取到有限的電能，在通訊時(shí)會(huì)出現(xiàn)“兩問(wèn)一答”、“十問(wèn)一答”或者不定時(shí)主動(dòng)發(fā)送的情況，其它時(shí)間FCI內(nèi)部無(wú)線通訊模塊都在休眠以減少電池?fù)p耗。對(duì)于10kV小電流接地系統(tǒng)，當(dāng)線路出現(xiàn)接地故障時(shí)，F(xiàn)CI可以檢測(cè)到接地故障暫態(tài)電流，如果符合特定的接地故障判據(jù)，則本地翻牌顯示，并按照預(yù)設(shè)的時(shí)
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