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        1. 產品展示

          公司地址:安徽省合肥市高新區海棠路289號
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          開關柜斷路器智能測控保護裝置

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          YJ-VM-100真空斷路器在線監測裝置
          發布時間:2011-08-29   閱讀次數:3657次  

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          產 品 說 明
          1. 概述
          1.1性能簡介  
          1.1.1 產品用途
          真空斷路器在運行過程中真空度會逐步下降,真空泄漏到一定程度,分合閘時開關柜會發生爆炸,嚴重者波及整個高壓柜室連環燒毀。盡管國家執行了定期檢修制度,但因現場對真空度無法檢測,只能通過破壞性高壓試驗驗證,由于國內真空泡技術水平的限制,兩次檢修期間發生真空泄露導致開關爆炸時有發生,給用戶造成了慘重的損失。事實上,真空斷路器復雜的密封結構也不允許用戶進行常規手段進行檢修。真空度在線監測已經成為一次設備狀態檢修的重要組成部分,國際國內眾多電力專家都在為之努力而沒有攻克。
          本產品通過非接觸式傳感器實時捕捉運行狀態中的真空斷路器(以下簡稱VCB)在真空度下降時發生的特征變化,在VCB發生真空泄漏初期及時告警,提醒運行人員及時處理,杜絕因真空泄漏導致的開關爆炸。真空度在線監測裝置的誕生徹底釋放了運行檢修人員的精神壓力。
           
          1.1.2 裝置檢測流程
          檢測原理說明:
          當滅弧室真空度正常時,僅需幾百伏的電壓就可以維持帶電觸頭與中間屏蔽罩之間由場致發射引起的電子電流,屏蔽罩積累的電荷使得屏蔽罩上的電位較高,最高可接近電源電壓的峰值,且比較穩定;真空斷路器的金屬導桿和觸頭與屏蔽罩之間相當于一個電容器,真空斷路器的屏蔽罩對地也相當于一個電容器。當真空度降低時,滅弧室內的氣體密度變大,內部氣體壓力的升高將導致氣體分子、金屬粒子、各種粒子增多,從而引起絕緣特性下降,預擊穿電壓降低,發生預擊穿的幾率增多,產生預放電,導致屏蔽罩電位下降,并使真空斷路器周邊電場強度發生變化。在內部氣體壓力開始變化時這種變化不是很明顯,但到一定值時電場變化變得十分明顯, 然后又趨于緩和,其變化曲線類似于低通濾波器。 因此利用這一曲線,通過外加特定的微波信號穿透VCB,收集反饋信號的變化,可以較好地判斷內部氣體壓力的變化趨勢。
          當內部氣體壓力進一步升高時,金屬導桿和觸頭主要通過導電氣體對屏蔽罩充放電, 由于屏蔽罩對地的電容很小,少量的電荷堆積即可大幅度減小觸頭附近的電場強度。 因此難以形成穩定的導電性通道。而可能在觸頭的邊緣形成電暈,此刻通過外加特定的微波穿透信號,該電暈使得屏蔽罩上的反饋信號周期性出現, 檢測這個特定的反饋信號的存在,就可以反映內部氣體壓力的變化。
          由安裝在真空斷路器現場的天線傳感器檢測到屏蔽罩周圍的反饋信號電場的變化,通過信號輸送通道和相應的濾波,放大以及轉換器件將相關數據送達中央程序處理器(CPU)進行判斷處理。由于真空斷路器中的反饋信號和周邊的電場與真空斷路器現場的干擾噪聲信號處于同一數量級的電場環境之中, 因此必須從硬件和軟件上采取抗干擾措施,保證系統有很強的抗干擾性能,使系統獲得有效可靠的故障真實信號。為此,天線傳感器發射、采集元件必須盡可能安放在屏蔽罩的附近,在硬件的各個環節上必須采用屏蔽、隔離、濾波、放大,選擇合適的頻帶等措施避開干擾噪聲的頻譜。
          1.1.3 抗干擾措施
          電力系統的運行環境是一種異常復雜的電磁環境,尤其是在高壓開關柜中表現的更為嚴酷。它包括了磁場、電場、電弧干擾及電火花干擾。在硬件上,我們要設計合適頻譜范圍的帶通濾波回路濾除噪聲干擾,在軟件上也必須采取相應的抗干擾回避措施。
          由于運行中斷路器發生真空泄露時通常是一個較緩慢的過程,其反饋產生的特殊信號和其它干擾信號相比有次數頻繁,持續時間長的特點,在軟件上,我們以模糊數學理論和小波變換理論為基礎,結合以下兩點特征來判斷是否為真正的真空泄露時的特殊反饋信號:
          1. 判斷是否在外加信號的一個時間周期產生了反饋信號。根據隨機抽樣理論,設備自身隨機控制產生外加信號的時間點和頻譜脈寬,使反饋信號變成隨時檢測又可以控制抽取的判斷依據,完全排除了現場干擾可能導致的信號重疊。
          2. 此特定頻譜上的反饋信號是否可以在一定時限內不間斷出現。
          通過基于此的硬件和軟件上的結合處理,YJ-VM-100型真空斷路器在線監測裝置有效地解決了在復雜環境下對滅弧室內真空度的正確判斷。
           
          1.2性能特點
          1.2.1 24小時在線監測功能
          國內VCB在線監測技術多停留在概念研究階段,市場少見成熟產品出現。本產品通過和德國科學家緊密合作,采用全球最新科技非接觸式微波傳感技術,使用電極式天線傳感器發出檢測信號,并捕捉真空斷路器正常運行狀態下真空度異常時的特殊反饋信號,無須停電維護,真正意義上實現了VCB在線監測功能。
           
          1.2.2 技術先進,性能穩定
          本產品從硬件上采用精密電阻,NPO級電容及高帶寬、高速的運算放大器來構成隔離、帶通濾波、放大回路,有效濾除各種雜波;采用極小功率的微波發射芯片,實現高可靠的微波信號發射;采用高速24位AD實現高分辨率采樣;采用高速大規模浮點DSP芯片保證運算的快速性和穩定性。軟件采用VC++語言編程,借助高速神經元網絡技術和小波變換技術,從大量紛繁復雜的數據中精確提取有效數據。通過硬件和軟件的有效配合,成功避開了磁場、電場、電弧等各種干擾信號。
           
          1.2.3 簡單可靠,維護方便
          不需維護,具有運行中自檢和隨機的手動自檢功能。
          裝置自身集成了多種抗******件,自身可靠性極高,壽命長達十年以上。
           
          1.2.4 價格低廉,性價比高
          裝置采用了世界最新高集成度芯片,有效降低了造價,設備得以大范圍普及。由定期檢修變為狀態檢修,將大大減少VCB停電檢修的時間和次數,帶來直接的經濟效益。和目前市場上普遍采用的真空斷路器停電離線檢測設備相比,成本低廉,成為真空斷路器的保護神。
           
          1.2.5 體積小巧,安裝簡便
          本產品尺寸為長150mm 寬 205mm 高46mm,體積小巧,既可以嵌入式安裝在開關柜面板上,也可以掛壁式安裝在開關柜內。裝置不受電壓等級及安裝環境的影響。
          微波天線傳感器和VCB采用非接觸式安裝,無須改變運行VCB已有狀況,既適用于運行中VCB加裝在線監測功能,也適用和真空斷路器或開關柜生產廠家配合,自帶在線監測功能一體出售。
          1.3外觀結構
          1
          圖 裝置正視圖
          裝置YJ-VM-100正面外觀如圖所示,本裝置正面有以下顯示燈和操作按鈕。
          <顯示燈>
                “運行”燈亮時(綠色);顯示系統通電運行中
                “自檢”燈亮時(黃色);表示手動自檢中。
                “設備故障”燈亮時(紅色);自檢不能通過。
                “真空告警”燈亮時(紅色);表示被測VCB真空度異常。(自檢正常結束時告警燈也亮)
          <操作按鈕>
          按下“自檢”按鈕,裝置自產一閉環信號,模擬真空度下降狀態,裝置進行綜合判斷處理,告警、自檢燈應點亮,報警接點應閉合。
          按下“復位”按鈕,取消“告警”顯示燈和外部接點輸出。
           2
          圖 裝置底面圖
          本裝置上方為A、B、C三相BNC端子,裝置底面接線端子,如圖所示。
          <BNC端子> VCB真空泄漏時的放電信號通過天線傳感器和屏蔽電纜輸入到裝置的A、B、C三相BNC端子進行采集處理,其三相BNC端子分別對應一臺斷路器的A、B、C三相。
          <接線端子> 本裝置的輔助電源輸入和告警信號繼電器接點輸出。
          接線端子
          1
          COM1
          2
          GJJ
          3
          XHJ
          4
          COM2
          5
          AC_L
          6
          AC_N
          7
           
          8
          GND
          9
          RSA1
          10
          RSB1
          11
          RSA2
          12
          RSB2
          COM1:故障繼電器接點公共端
          GJJ:設備故障繼電器輸出
          XHJ:真空度告警繼電器輸出
          COM2:真空度繼電器接點公共端
          AC_L:220V交流電源輸入
          AC_N:220V交流電源輸入
          GND:裝置接地端子,要可靠接地
          RSA1:485通信接口A1
          RSB1:485通信接口B1
          RSA2:485通信接口A2
          RSB2:485通信接口B2
          當裝置自檢時,自檢繼電器動作(當裝置故障時,自檢不能通過,①②斷開;裝置正常時,自檢模擬真空度降低異常信號輸出,③④節點閉合,可以以硬接點方式接入監控系統用于遠程監控,以檢測遙信量在后臺系統的顯示。自檢不能直接判斷故障相為A、B、C三相中的哪一相,判斷結果由485接口送入監控系統,主動上傳自檢模擬故障報文)。裝置端子結構如圖6所示。
           
           3
          端子結構示意圖
           
          信號接收天線安裝結構簡單,端子采用蝶形螺栓緊固、易于拆卸。
          天線傳感器如圖所示。
          4
          圖 天線傳感器示意圖
           
          2. 性能規格和基本指標
          2.1 基本性能規格  
          1
          檢測范圍
          0.01~10Pa
          2
          檢測靈敏度
          0.01Pa
          3
          功耗
          小于1W
          4
          信號檢測
          非接觸式微波傳感
          5
          動作判斷基準
          超出檢測基準的信號持續一定時間,即判定為真空度異常,裝置發出告警信號,閉合信號輸出的接點,同時裝置正面 “告警”燈亮。
          6
          外部信號輸出
          信號輸出:
          ①②裝置故障
          ③④真空異常告警輸出(自檢時模擬真空度降低異常信號報警輸出)
          接點輸出由繼電器自保持,通過復歸信號打開
          7
          裝置動作
          “真空告警”顯示燈:紅色
          8
          裝置復歸
          按下裝置正面的“復位”按鈕,外部信號輸出接點打開,同時裝置正面的 “告警”顯示燈滅。
          9
          手動自檢功能
          帶有手動自檢功能,對裝置進行完整回路的自檢。按下裝置正面的“自檢”按鈕開始自檢。自檢的試驗信號由裝置閉環自產,從輸入部分疊加,效果和輸入檢測信號相同。
          檢測中 “自檢”(黃色)燈亮、動作正常的話30秒后 “真空告警” (紅色)燈亮。告警接點輸出。
          按下 “復位”按鈕,回到自檢開始以前的狀態。
          10
          實時自檢功能
          裝置實時對信號發生回路、信號反饋回路、AD采樣、開出等重要回路進行自檢等,不對繼電器檢查。
          2.2 基本技術指標
          2.2.1 繼電器動作時間
          繼電器的典型動作時間:4ms內。
          2.2.2 工作電源
          交直流兩用:
          DC85VDC220V(±20%);
          AC100VAC250V(±30%);
          工作頻率:50Hz/60Hz;
          工作電流:5 A。
          2.2.3 環境溫度
          工作:-30℃~60℃;
          大氣壓:50KPa~120KPa;
          相對濕度:10%~90%。
          2.2.4 壽命
          電壽命:裝置輸出觸點電路在電壓不超過AC/DC 250V,電流不超過0.5 A,時間常數為4 ms的負荷條件下,產品能可靠動作及返回1000次;
          機械壽命:裝置輸出觸點不接負荷,能可靠動作和返回20000次。
          2.2.5 沖擊電壓
          裝置的導電部分對外露的非導電金屬部分外殼之間,在規定的試驗大氣條件下,能耐受幅值為5kV的標準雷電波短時沖擊檢驗。
          2.2.6 抗電磁干擾能力
          1.輻射電磁場干擾試驗:能承受GB/T 14598.9-2002規定的嚴酷等級的輻射電磁場干擾試驗。
          2.快速瞬變干擾試驗:能承受GB/T 14598.10-1996 規定的嚴酷等級為IV級的快速瞬變干擾試驗。
          3.脈沖群干擾試驗:能承受GB/T 14598.13-1998規定的頻率為1 MHz 及100 kHz衰減振蕩波(第一個半波為電壓幅值共模為2.5 kV,差模為1 kV)脈沖群干擾。
          4.抗靜電放電干擾試驗:能承受GB/T 14598.14-1998 規定的嚴酷等級為III級的抗靜電放電干擾試驗。
          5.工頻磁場抗擾度試驗:能承受GB/T 17626.8-1998 中規定的嚴酷等級為Ⅳ級的工頻磁場抗擾度試驗。
          6.脈沖磁場抗擾度試驗:能承受GB/T 17626.9-1998 中規定的嚴酷等級為Ⅳ級的脈沖磁場抗擾度試驗。
          7.浪涌抗擾度試驗:能承受IEC 60253-22-5:2002 中規定的嚴酷等級為Ⅲ級的浪涌抗擾度試驗。
          8.射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗:能承受IEC 60253-22-6:2001 中規定的嚴酷等級的傳導騷擾抗擾度試驗。
          9.工頻干擾試驗:三相BNC頭輸入回路能承受IEC 60253-22-7:2003 規定的的嚴酷等級的工頻干擾試驗。
          10.阻尼振蕩磁場抗擾度試驗:符合GB/T 17626.10-1998 中規定的嚴酷等級為Ⅳ級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗。
          11.電磁發射試驗:符合GB/T 14598.16-2002 中規定的輻射發射限值。
           5
           
          圖 天線傳感器和VEM-12A真空斷路器組合安裝示意圖
              (天線安裝應處于斷路器絕緣安全距離以外)
           
          3.2 產品調試
          裝置現場調試:
          本裝置自檢信號直接從裝置輸入部分疊加,效果和輸入檢測信號相同。
          1.裝置接地端子必須可靠接地。
          2.裝置上電,面板“運行”綠燈閃爍,裝置顯示運行正常,“告警”紅燈和“自檢”黃燈應不亮,GJJ和COM1導通,XHJ和COM2斷開。
          3.按下 “自檢”測試按鍵,裝置面板“自檢” 黃燈亮,30秒后“真空告警” 紅燈亮,真空度告警繼電器動作,XHJ和COM2導通。
          4. 設備故障時,設備故障繼電器動作,GJJ和COM1斷開。
          5. 按下復位鍵,裝置復歸,“告警”紅燈和“自檢”黃燈滅,GJJ和COM1導通,XHJ和COM2斷開。
          以上步驟通過說明裝置功能正常,可以投入運行使用。

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