1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)共分為三層
層為監(jiān)測層，首先由相應(yīng)的傳感器和信號(hào)取樣調(diào)理模塊對(duì)鐵芯的接地電流進(jìn)行在線檢測，然后將采樣調(diào)理后的信號(hào)送入AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，AD將轉(zhuǎn)換后的電流信號(hào)送入DSP進(jìn)行處理后就得到了鐵芯的泄漏電流參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場就地完成信號(hào)的提取、數(shù)字化處理。
第二層為主控層，是指放在變電站保護(hù)室內(nèi)的控制單元（主IED），監(jiān)控主機(jī)通過RS485總線來與現(xiàn)場采集單元（子IED）通信，將各監(jiān)測單元的監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控計(jì)算機(jī)或服務(wù)器存儲(chǔ)，以供遠(yuǎn)程訪問。
第三層為遠(yuǎn)程訪問管理層，管理部門(客戶端)通過內(nèi)網(wǎng)就可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測。
2.系統(tǒng)擴(kuò)展性
本系統(tǒng)配置的主IED及站端后臺(tái)系統(tǒng)，為本站其他監(jiān)測項(xiàng)目的信息接入帶來方便，如避雷器在線監(jiān)測、容性設(shè)備在線監(jiān)測可實(shí)現(xiàn)無縫接入。
3.基本原理和監(jiān)測參數(shù)
3.1基本原理
主要由取樣傳感器、信號(hào)處理單元、主機(jī)等組成一套監(jiān)測裝置。其中取樣傳感器一對(duì)一安裝在監(jiān)測設(shè)備上，采集單元為每組設(shè)備配置一臺(tái)安裝對(duì)應(yīng)設(shè)備本體上，主控單元置于現(xiàn)場或者與后臺(tái)主機(jī)置于系統(tǒng)主屏柜內(nèi)組成主站系統(tǒng)，置于變電站主控室。
3.2技術(shù)指標(biāo)
監(jiān)測參數(shù) | 監(jiān)測范圍 | 監(jiān)測精度 | 分辨率 |
鐵芯接地電流 | 1mA～10A | ±（2.5% ×測量值） | 0.1mA |
環(huán) 境 溫 度 | -20℃～65℃ | ±1% |
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環(huán) 境 濕 度 | 0-99% | ±5% |
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注：DL/T 596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)導(dǎo)則》中規(guī)定：鐵芯絕緣正常時(shí)，接地電流不大于0.1A。
備注：國網(wǎng)鐵芯技術(shù)規(guī)范：鐵芯接地電流超過100mA時(shí)要求報(bào)警.
4、信號(hào)傳感器
穿芯式取樣即傳統(tǒng)的傳感器取樣方式，也稱電流傳感器，有著比較成熟的理論和經(jīng)驗(yàn)。相對(duì)于提高互感器準(zhǔn)確度的補(bǔ)償方法也有多種，包括高精度的電流比較儀和零磁通電流互感器等等。但對(duì)于單匝穿心式微電流（毫安級(jí)，微安級(jí)）傳感器的研制和開發(fā)，仍然需要做大量細(xì)致的研究工作。對(duì)于此種電流傳感器小電流的應(yīng)用，一方面要求其準(zhǔn)確性高，另一方面又要有良好的抗電磁力和長時(shí)間的穩(wěn)定性。因此，選擇正確的誤差補(bǔ)償方法是關(guān)鍵問題所在。
電流傳感器采用補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ褪且獪p小激磁電流的影響，提高精度。如果沒有激磁電流，電流傳感器將工作在理想狀態(tài)，電流遵循嚴(yán)格變比，一次電流和二次電流相差180度，不存在角差和比差，這就是所謂的“零磁通"狀態(tài)。只不過這種狀態(tài)只是理想化的，實(shí)際上，如果沒有激磁電流，鐵芯中就不會(huì)有磁通，從而無法建立一次和二次的能量傳遞關(guān)系，電流傳感器不能在此狀態(tài)下工作。但通過正確選擇補(bǔ)償方法，可以將鐵芯中磁通降到極低的程度，達(dá)到近似“零磁通"的狀態(tài)。
穿芯式傳感器使用了基于“零磁通"原理的穿芯式微電流傳感器，采用高導(dǎo)磁率鐵芯，具備良好的線性度及完備的屏蔽措施，滿足m電流信號(hào)的采集，具有的抗力。
技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)
指標(biāo)名稱 | 穿芯式 |
輸入電流 | 1mA–10A |
輸出電壓 / 電流 | ±0-7V |
精度（級(jí)） | 0.1 |
工作頻率（Hz） | 49–51 |
工作電壓（DC） | ±12V |
電流穿孔直徑（mm） | Φ60 |
外形尺寸（mm） | 190 × 120 × 80 |
適用設(shè)備 | 主變鐵芯接地電流監(jiān)測 |
5.數(shù)據(jù)采集單元
系統(tǒng)所監(jiān)測的對(duì)象工作在變電站比較惡劣的環(huán)境之中，如強(qiáng)電、磁場，操作過電壓的干擾等。而在較早投入運(yùn)行的類似在線監(jiān)測系統(tǒng)中，絕大部分都是在后端（即主控室內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）來完成數(shù)據(jù)信息采樣的，信息的傳輸是模擬量的小信號(hào)長距離傳輸。這種模擬量的小信號(hào)易受外部環(huán)境的干擾，由于等效電容的存在和不能確定，有可能使得所測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，波動(dòng)較大，因此全數(shù)字傳輸取代傳統(tǒng)的模擬量傳輸是發(fā)展趨勢。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為數(shù)字量的網(wǎng)絡(luò)化傳輸提供了可能。前端模塊完成對(duì)反映電氣設(shè)備狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、計(jì)算和發(fā)送。
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