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故障指示器产品说明 

发布时间:2018/09/03
故障指示器产品说明

  智能架空无集中器式障指示器

  技术说明书  

  设备简介

  SFL-100无集中器式智能架空故障指示器为新型的移动互联网时代的物联网智能硬件设备,可用于配电网架空线路短路故障和接地故障检测。适用于监测配网10KV/35KV线路的

  运行情况,实现检测线路短路和接地故障并指示故障点的功能。通过云端的通信前置机服务,可方便灵活地与智能故障定位手机APP软件相配合,可以实现配电网故障定位系统功能。

  系统运行无需客户安装主站软件,可大幅度降低客户运维成本,方便适用。

  工作原理

  SFL-100无集中器式智能架空故障指示器由故障诊断模块、核心处理单元、充电电路和通信模块组成。故障诊断模块根据故障发生时线路上的电流、电场的暂态特征,可以正确识别出各种短路和接地故障。诊断故障后通过翻牌、闪光等方式进行本地指示,同时输出到核心处理单元。核心处理单元则根据预定的策略,组装上报通信报文,启动通信模块将报文发送到主站。充电电路采用太阳能充电方式,获取能源并存储至内置锂电池,为核心处理单元和通信模块提供电源。通信模块负责将核心处理单元组装的故障报文和心跳报文发送给管理人员手机APP或监视客户端。

  (图片以前版彩页为准)

  永久性相间短路故障检测判据

  线路发生相间永久性短路时,相当于两个电源直接短接,变电站和故障点连接的回路上会流过很大的电流,同时变电所的继电保护装置会按照速断、过流定值启动保护,使得线路跳闸断电。

  永久性相间短路故障采用自适应负荷电流的过流突变判据时,应有4个条件:

  (1)线路正常运行(有电流,或有电压)超过30秒钟

  (2)线路中出现100A以上的突变电流,或者超过设定的短路故障检测参数(标准的速断、过流定值)

  (3)大电流持续时间不超过10秒钟,即0.02s≤△T≤10S,△T为电流突变时间.

  10秒钟后线路处于停电(无流、无压、无电场)状态

  以上四个条件同时满足,故障指示器判断该位置的线路后出现永久性或瞬时性短路故障。

  单相接地故障检测判据

  线路发生单相接地时,根据不同的接地条件(例如金属性接地、高阻接地等),会出现多种复杂的暂态现象,包括出现线路对地的分布电容放电电流、接地线路对地电压下降、接地线路出现5次和7次等高次谐波增大,以及该线路零序电流增大等。

  综合以上情况,架空线路的单相接地判据如下:

  (1)线路正常运行(有电流,或有电压)超过30秒钟

  (2)线路中有突然增大的杂散电容放电电流,并超过设定的接地故障检测参数(接地电流增量定值)

  (3)接地线路电压降低,并超过设定的接地故障检测参数(线路对地电场下降比例、对地电场下降延时)

  (4)接地线路依然处于供电(有电流)状态

  (5)接地瞬间,电容电流首半波与电压首半波相比较,当电容电流首半波与电压首半波相相位相同时,可视为单相接地。

  以上五个条件同时满足时,故障指示器判断该位置后面有单相接地故障。

  智能故障定位原理

  在配电网架空线路或电缆线路上加装智能故障诊断装置,检测线路的故障状态,当线路有短路或接地故障发生时,智能故障诊断装置迅速将故障信号通过通信网络上传至故障定位主站系统。主站系统汇总各个故障诊断装置的故障信号,再结合变电站出线开关和配电开关的状态信息,自动纠错、校正后,通过故障定位策略找出故障位置及故障通路。

  图2线路示意图

  故障定位系统在收集智能故障诊断装置动作信息和网络拓扑数据时,遵循两个基本原则:智能故障诊断装置动作信息的完整性原则和智能故障诊断装置动作信息和网络拓扑数据的一致性原则。

  接地检测原理:采用接地瞬间的电容电流首半波与接地瞬间的电压首半波、比较其相位,当采样接地瞬间的电容电流突变且大于一定数值并且与接地瞬间的电压首半波相同,同时导线对地电压降低,则判断线路发生接地故障。如图由

  2#线C相3、6、9指示器翻牌显示而12指示器仍未动作,即可判断出D点发生接地。

  图3、翻牌显示接地故障原理图

  短路检测原理:利用线路出现短路故障时电流突变及线路故障停电作为故障点。如图:由2#线B相2、5、8指示器和3#线C相3、6、9指示器翻红牌显示而11指示器和12指示器仍未翻牌,即可判断出D点发生短路故障。

  图4、翻牌显示短路故障原理图

  设备功能:

  安装位置:架空绝缘导线、架空裸导线(主干线路、分支线路),一组3只,分A/B/C相安装。A相的故障指示器安装在A相线路上,B相的故障指示器安装在B相线路上,C相的故障指示器安装在C相线路上,A、B、C三相人为确定,但一旦确定不可改变。

  安装时,完全带电安装和摘卸,无需停电,直接安装在电力线上,可长期户外运行。显示方式:本地翻牌和发光显示,也可远程控制翻牌和复位,可由客户事先定制。通信方式:短距离双向无线射频通讯,和长距离无线相结合。短距离无线负责设备间

  传输,而长距离无线则负责向服务器传输数据。

  抗扰动功能:电场稳定一段时间后,方才开启故障判断,杜绝合闸励磁涌流误动现象;复归方式:8/12小时定时复位,客户可定制本地和远程遥控复位;

  正常运行时,可采集负荷电流遥测功能,异常状态时,能记录发生短路和接地故障时刻的电流突变值;

  如果客户安装了信号注入方式进行故障检测,指示器可检测变电站母线小信号发生器发出的电流信号序列,实现接地故障的准确判断。用于检测单相接地故障的电流信号序列为工频半波脉冲信号。

  技术参数

  适用电压等级:6-35KKV

  适用线路负荷电流:0-1200A适用导线直径:8~28mm

  短时耐受电流能力:31.5kA/2S可动作次数:不小于3000次适用环境温度:-35℃~70℃

  海拔高度:小于2000m环境湿度:小于100%防护等级:IP65

  重量:不大于500g

  电流测量精度(可选):±5%

  复归方式:定时复归,或遥控复归;复位时间误差不大于±1%;短距离无线传输距离:1~10m

  抗震能力:地面水平加速度0.3g,地面垂直加速度    0.15g,同时作持续三个正弦波,安全系数1.67

  使用寿命:≥5年

  带有长距离通信模块的故障指示器

  传统的带有通信功能的故障定位系统,为一拖3结构,即一个集中器带3个故障指示器,故障指示器完成传感器功能,集中器完成数据集中与数据传输功能。而我们推出的解决方案是1拖2结构。即一个带有远距离通信功能的故障指示器带2个普通的带有短距离通信功能的指示器。带有远距离通信功能的故障指示器从功能上讲,相当于一个集中器加一个架空故障指示器。

  太阳能智能架空故障指示器为远端架空线路故障检测装置,依据通信类型,它又分为两种类型,即A相装置和B、C相装置。在实际施工时,即安装远端装置过程中,3个为一组,即A、B、C相装置,分别悬挂于配网的A、B、C三相线路上。

  A相装置定义为主节点通信装置,其集成了433MHZ或2.5G的短距离无线技术和GSM远距离无线技术、太阳能充电系统以及故障检测传感器;

  B、C相装置定义为从节点通信装置,其集成了433MHZ或2.5G的短距离无线技术、太阳能充电系统以及故障检测传感器;

  当故障发生时,由安装在本相线上的装置负责检测,A相装置可以直接通过其本身具有的GSM远距离无线通信能力直接将信息传递给目标手机的客户端软件,而B、C相装置则需要通过短距离无线技术先将信息传递到A相装置,再由A相装置可以直接通过其本身具有的GSM远距离无线通信能力通过通信前置机直接将信息传递给管理人员APP软件。

  功能要求

  ?    对故障指示器短路故障动作状态接收及上传;

  ?    对故障指示器接地故障动作状态接收及上传;

  ?    对故障指示器的负荷电流收及上传;

  ?    对故障指示器发生故障时刻的突变量接收及上传;

  ?    能远程控制指示器的翻牌和复归

  ?    可在线监测锂电池电压及太阳能充电状况;

  ?    具有无线通讯接口,实现非接触式无线设置、无线测试、无线调试等功能;

  ?    自诊断、自恢复功能;

  通信

      通信方式采用短信/GPRS通信互为备用的方式,以GPRS为主,当GPRS信道堵塞时,自动切换到短信方式发送信息;

  电源与充电方案:

  使用1500mAh/3.7V可充电耐低温锂电池技术进行蓄能供电,充电方案采用太阳能充电。充电后电源能够提供“故障指示器模块”和“通信模块”共同使用。360度全视觉充电,可以在42天阴天的情况下,结合产品的电路的极低功耗的设计,保证正常工作。

  设计使用寿命:5年。解决了传统的单独依靠单一的太阳能电池板供电,依靠铅酸蓄电池储能,需根据当地的太阳光照度,对太阳能电池板进行准确安装,而铅酸蓄电池使用在3年左右。