脉冲电流法局放在线监测方案

杭州辉能电力科技有限公司开关柜局部放电在线监测装置技术方案（脉冲电流法）杭州辉能电力科技有限公司2022年04月2/2目录TOC\o"1-2"\h\u17587一、技术发展历程 222273二、技术特点 23325三、局放在线监测拓扑图 41412四、技术参数 5268574.1功能参数 5170174.2电气接线及端子定义图 7108754.3运行界面说明 8216464.4外形尺寸 912155五、安装方式 10217525.1局放监测仪前面板安装 107123六、上位机软件 1331430七、配置清单 17232907.1配置总表 1715997八、Modbus通讯规约 181490九、施工安装 22176509.1安装准备 22177719.2施工服务 232122610.售后服务承诺 25一、技术发展历程脉冲电流法是当前普遍认可且广泛使用的一种局部放电量测试方法，其结果是以pC为单位的视在放电量，属于定量性质的测量，能客观反映电气设备的绝缘状态。IEC对此在2000年制定了专门的检测标准。每一次局部放电现象都伴随着正负电荷的中和，表现为一个具有极陡上升沿的电流脉冲，脉冲电流法即通过测量该脉冲电流的大小来计算局部放电量的大小。基于脉冲电流法的局部放电测试通常用于电气设备的型式试验、出厂试验和其他离线测试中,通过无局部放电的可控升压测量系统实现测试。而实际运行设备现场由于存在各种形式的电磁干扰，并不具备相比于离线测试时的无局部放电升压测试条件，所以基于脉冲电流法的带电或在线局部放电测试应用较少。根据上述特点，本公司进行了改进，采用先进软硬件相结合的消噪抗干扰技术，实现了该方法在运行高压开关柜设备中的应用。锐意创新，坚持走技术研发之路，确保产品技术领先，以满足当今企业客户对产品性能不断提升的要求，让客户充分的受益于我们的领先技术和出色的可靠性。二、技术特点该技术在脉冲电流法的基础上进行了改进，共用高压开关柜带电显示装置的绝缘子式电容传感器进行在线局部放电监测，检测方法和结果符合IEC60270-2000及GB/T7354-2003标准。该技术的优点如下：（1）高压开关柜普遍配置了带电显示器，通过一个母线支撑绝缘子等效成的电容器和LED灯串联实现对三相母线带电情况进行指示。该技术将该等效电容器作为脉冲电流法局部放电测试的耦合电容器，并通过集成了局放加强器的带电显示装置外接测试系统实现对局部放电的在线监测。该技术对三相信号同时采集、分析、处理，通过硬件算法将电网中的高次谐波干扰及其他的共模干扰滤除掉。该技术使用开关柜原有的绝缘子等效电容器来进行监测，无须再增设电容传感器，减少了安装成本及布线。（2）该技术采用标准的PD信号发生器进行在线校准，这一技术在国内还没有，通过在线校准可以消除开关柜内部各种等效参数的影响，进而保证检测的精度，符合国家标准和国际标准。三、局放温度在线监测拓扑图局放在线监测装置采用超低功耗设计，抗干扰能力强，可在线校准；兼备三相带电显示功能，LED显示开关柜是否带电，免维护功耗低，可核相且核相电压低。四、技术参数4.1功能参数4.1.1、HNPDM-B型局放监测仪项目参数安装方式前面板安装、嵌入式需开孔工作电压AC220V50Hz通讯方式RS485/433MHz接口USB-B/RJ45以太网额定测量范围0~1000pC耦合电容3PF-150PF取决于设计适用电压等级5kV~36kV取决于设计带电指示LCD继电器触点5A/250VAC5A/30VDC电源230VAC±10%功耗3W防护等级IP54工作温度-40℃~70℃工作湿度＜95%RH海拔高度＜4000m前面板开孔尺寸长x宽=92mmx44mm外形尺寸长x宽x深=96.6mmx48.6mmx98.3mm4.2电气接线及端子定义图HNPDM-B-W局放监测仪端子图4.3运行界面说明4.4外形尺寸五、安装方式5.1局放监测仪前面板安装嵌入式，前面板开孔尺寸：92mm*44mm。5.3局放在线监测终端安装：我公司生产的10寸触屏局放在线监测终端可采用嵌入式和壁挂式两种安装方式。结合本次项目实际情况，接收终端采用壁挂式安装方式。注意：为了保障数据传输的稳定性，接收终端安装时，请尽量安装于配电房中部位置。六、上位机软件步骤一打开局部放电在线监测系统上位机软件，进入通讯设置界面，如上图所示，选取所需串口号，其它参数默认设置。点击“”，界面出现“”，则通讯连接成功，点击“确定”即可。如出现，则表示通讯连接失败。点击“”按钮，可以实现设备复位功能。步骤二1、点击菜单栏“相图测量”，选取PRPD谱图“”，进入PRPD谱图界面如上图所示。2、先创建一个空白doc文档，点击界面文件保存路径“至该doc文档”，PRPD谱图最终以图片形式将数据保存至该文档所在的文件夹内。3、设置“运行周期”和“保存周期”。如设置值为“”表示谱图只运行20个交流周期，运行完20个交流周期后，上位机停止图谱统计。运行过程中如需暂停，点击界面右下角“”；局放数据保存2个交流周期（分别为第19、20个交流周期）。4、点击“”，开始进行图谱统计；运行过程中如需暂停，点击界面右下角“”图谱统计结束。步骤三点击菜单栏“参数配置”，进入“局放参数配置”界面如上图所示，点击“”读取设备当前参数配置值，“”，“所有通道”里的“485-ID”代表此设备的设备地址，点击“通道配置”就进入如下界面，里面是各个通道的报警延迟时间和报警门限相关参数；如果需要变更参数值，输入要变更的参数值，点击“”完成参数变更配置。七、配置清单7.1配置总表序号物资名称型号单位数量备注1局放在线监测终端HNPDM-B-W(ZJ）套1每个配电房1套2局放监测仪HNPDM-B套19每面柜1套3安装辅材批1按实际工程量八、Modbus通讯规约（1）物理接口1.1串行通讯口采用RS485方式。1.2信息传输方式采用半双工异步方式。1.3波特率9600Baud，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验1.4在现场总线设备中，局放监测主机通讯口作从站。（2）本通讯转换器支持的MODBUSRTU通讯帧结构解释：符合标准MODBUSRTU通讯协议格式，如下图所示。2.1、地址域MODBUS相等的数据信息命令。2.2、功能码域MODBUS通讯协议中功能码域包括一个字节，局放监测主机功能码参见下表：功能码含义功能描述0X02读开关量输入(遥信)读取本公司局放监测主机的局放报警和温度报警0X03读取寄存器数据（遥测）读取本公司局放监测主机的局放数据和温度数据0X04读配置参数读取本公司局放监测主机的485设备地址、局放报警门限、温度报警门限和温度传感器ID参数0X10设置相关参数设置本公司局放监测主机的485设备地址、局放报警门限、温度报警门限和温度传感器ID参数2.3、数据域2.3.1、MODBUSRTU通讯协议遥信数据域长度为8个bit位，则定为1个字节，具体如下：bit位定义bit10第一通道局放正常1第一通道局放报警Bit20局放装置运行正常1局放装置自检报警Bit30温度传感器1正常1温度传感器1报警Bit40温度传感器2正常1温度传感器2报警Bit50温度传感器3正常1温度传感器3报警Bit60温度传感器4正常1温度传感器4报警Bit70温度传感器5正常1温度传感器5报警Bit80温度传感器6正常1温度传感器6报警遥信报文解析(1)主机发送到从机报文解析：2702000000087ECAbyte1: [27] -从机地址；byte2: [02]-功能码：读开关量输入地址；byte3~byte4: [0000] -寄存器起始地址；byte5~byte6: [0008] -开关量数量（8个开关量）；byte7~byte8: [7ECA] -校验码；（2）从机发送到主机报文解析：270201FCAA81byte1: [27] -从机地址；byte2: [02] -功能码：读寄存器地址；byte3: [01] -数据长度：共8个开关量，1（0x01）个字节；Byte4:[FC]-8个遥信数据；遥信值解析如下：FC（十六进制）11111100(二进制)bit1: [0] -局放报警开关量；bit2: [0] -局放监测仪自检开关量；bit3: [0] -温度传感器1报警开关量；....Bit8: [0] -温度传感器6报警开关量；Byte5~byte6:[AA81] -校验码；2.3.2、MODBUSRTU通讯协议遥测数据域长度为28个字节，具体如下：字节定义第1、2字节为监测到的局放数值（高字节在前）第3、4字节放电频度（高字节在前）第5、6字节温度传感器1数值（高字节在前）第7、8字节温度传感器2数值（高字节在前）…第13、14字节温度传感器5数值（高字节在前）第15、16字节温度传感器6数值（高字节在前）遥测报文解析(1)主机发送到从机报文解析：270300000008430Abyte1: [27] -从机地址；byte2: [03]-功能码：读寄存器地址；byte3~byte4: [0000] -寄存器起始地址；byte5~byte6: [0008] -寄存器数量（8个寄存器）；byte7~byte8: [430A] -校验码；（2）从机发送到主机报文解析：2703100001000000D500D500C000D500D500C0E1FAbyte1: [27] -从机地址；byte2: [03] -功能码：读寄存器地址；byte3: [10] -数据长度：共16（0x10）个字节；byte4~byte5: [0001]-局放监测数据；byte6~byte7: [0000]-放电频度；byte8~byte9: [00D5]-温度传感器1数据；byte10~byte11: [00D5]-温度传感器2数据；...Byte28~byte29: [00D5]-温度传感器11数据；byte30~byte31: [00C0]-温度传感器12数据；byte32~byte33:[E1FA]-校验码；2.3.3、MODBUSRTU通讯协议读取设备相关配置参数，具体如下字节定义第1-4字节485设备地址（高字节在前）第5-8字节局放报警延迟时间（高字节在前）第9-12字节局放报警门限值（高字节在前）第13-16字节温度报警门限值（高字节在前）第17-20字节温度传感器1ID（高字节在前）第21-24字节温度传感器2ID（高字节在前）…第33-36字节温度传感器5ID（高字节在前）第37-40字节温度传感器6ID（高字节在前）遥测报文解析(1)主机发送到从机报文解析：3C040000000A74E0byte1: [3C] -从机地址；byte2: [04]-功能码：读寄存器地址；byte3~byte4: [0000] -寄存器起始地址；byte5~byte6: [000A] -寄存器数量（10个寄存器）；byte7~byte8: [74E0] -校验码；（2）从机发送到主机报文解析：3C04280000003C0000003C000000430000000F00027AB800027AB900027ABA00027AB800027AB900027ABA809Bbyte1: [3C] -从机地址；byte2: [04] -功能码：读寄存器地址；byte3: [28] -数据长度：共40（0x28）个字节；byte4~byte7: [0000003C]-485设备地址；byte8~byte11: [0000003C]-局放报警延迟时间；byte12~byte15: [00000043]-局放报警门限值；byte16~byte19: [0000000F]-温度报警门限值；byte20~byte23: [00027AB8]-温度传感器1ID；byte24~byte27: [00027AB9]-温度传感器2ID；...Byte36~byte39: [00027AB9]-温度传感器5数据；Byte40~byte43: [00027ABA]-温度传感器6数据；Byte44~byte45:[809B]-校验码；2.3.4、MODBUSRTU通讯协议设置设备相关配置参数，具体如下字节定义第1-4字节485设备地址（高字节在前）第5-8字节局放报警延迟时间（高字节在前）第9-12字节局放报警门限值（高字节在前）第13-16字节温度报警门限值（高字节在前）第17-20字节温度传感器1ID（高字节在前）第21-24字节温度传感器2ID（高字节在前）…第33-36字节温度传感器5ID（高字节在前）第37-40字节温度传感器6ID（高字节在前）遥测报文解析(1)主机发送到从机报文解析：3C100000000A28000000270000003C000000430000000F00027AB800027AB900027ABA00027AB800027AB900027ABA8C0Ebyte1: [3C] -从机地址；byte2: [10]-功能码：读寄存器地址；byte3~byte4: [0000] -寄存器起始地址；byte5~byte6: [000A] -寄存器数量（10个寄存器）；byte7: [28]-数据长度：共40（0x28）个字节；byte8~byte11: [00000027]-485设备地址；byte12~byte15: [0000003C]-局放报警延迟时间；byte16~byte19: [00000043]-局放报警门限值；byte20~byte23: [0000000F]-温度报警门限值；byte24~byte27: [00027AB8]-温度传感器1ID；byte28~byte31: [00027AB9]-温度传感器2ID；...Byte40~byte43: [00027AB9]-温度传感器5数据；Byte44~byte47: [00027ABA]-温度传感器6数据；Byte72~byte73: [8C0E] -校验码；（2）从机发送到主机报文解析：3C100000000A44E3byte1: [3C] -从机地址；byte2: [10] -功能码：读寄存器地址；byte3~byte4: [0000] -寄存器起始地址；byte5~byte6: [000A] -寄存器数量（16个寄存器）；Byte7~byte8:[44E3]-校验码；九、施工安装9.1安装准备用户购买我公司的产品后，请在下列条件满足的情况下，请提前一周通知我公司售后服务部门：9.1.1、基础设施建设完工、开关柜固定就位、母排、进出线安装完毕/具备AC220V/DC220V电源。9.1.2、需要后台的用户，必须提供现场的平面图，包括开关柜布局、监控室与开关柜之间平面图，我们会根据这些资料准备现场所需的安装材料，譬如通讯电缆、光缆已经其他辅料。9.1.3、现场具备布线的条件，如RS485线光缆的走线槽、穿线孔等。 9.1.4、配电房通讯管理机预留网口供现场接收终端连接至监控室，同时监控室预留或者由我方配置一台电脑供监测软件安装使用。9.2施工服务9.2.1、施工计划甲方提前安排停电日期，我方工程技术人员提前到达现场，测试安装工具就位，一切听从贵司相关人员指挥。9.2.2、现场安全我们的技术人员都经过专业培训，具备丰富的现场作业经验。尽管如此，还需请用户为我们提供1-2名现场服务人员，以保证施工安全和调试顺利。危险源可能导致的事故预控措施1.1登高作业人员高空坠落1.1.1作业人员必须正确佩带安全帽，并系好安全带；1.1.2搭设的梯子应稳固可靠，由专人扶持或将梯子上端与设备紧固在一起；

1.1.3作业人员应穿防滑性能好的工作鞋；

1.1.4地面配合人员避开高处作业的下方；1.1.5作业前应先认真检查，安全带、脚手升降板、爬梯等是否牢固无问题后方可攀登；1.1.6门型杆作业必须使用双保险安全带，转移作业位置时不得失去安全带的保护。1.2落物打击人员轻、重伤事故，设备损坏事故1.2.1现场作业人员必须正确佩带安全帽；

1.2.2高处作业人员应使用工具袋（包）；

1.2.3传递的物件须捆绑牢靠，物件传递严禁上下抛掷；

1.2.4地面配合人员避开高处作业的下方；1.3误入带电间隔人员触电事故1.3.1工作负责人必须向工作班成员交待清楚安全措施和带电部位，工作前确认工作地点和作业范围，与带电部位保持足够的安全距离：220kV电压等级安全距离≥3米；110kV电压等级安全距离≥1.5米；35kV电压等级安全距离≥1.0米；

1.3.2在工作现场临近的带电设备四周设置安全遮栏（围栏），并悬挂警告标志，工作人员不得穿越安全遮拦，按标识的安全通道通行；

1.3.3严禁无监护作业或单独一人在高压设备区逗留，工作负责人始终在工作现场监护其作业；9.2.3用户培训我们在安装调试完成后，会把整个系统交付给用户，请及时给我们的服务进行验收和评价，同时我们会安排专门的用户培训，指导用户操作我们的后台、进行简单的配置和维护。售后服务承诺现对购买我公司产品的所有用户均作如下产品质量、服务保证承诺：1、产品质量三包，配套的外购原材料为优质产品，以保证质量。对所有产品我厂均严格按产品规格书的技术要求生产、检验。2、我厂生产的真空断路器及真空接触器触头测温装置均按ISO900认证要求及GB8898-2001标准设计和生产。3、在原材料采购、产品生产制造过程等各个环节严格按ISO质量认证标准