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架空型接地及短路故障指示器
一、架空型故障指示系统工作模式、故障判据、原理
   本系统由架空线路故障指示器及架空型数据采集通信终端组成,主要用于在线监测及检测配电线路故障、线路负荷电流,可以分析配电线路故障点,输出线路负荷电流;生成各种图形,实时发送故障信息通知巡检人员。主要是通过检测故障电流判断故障所在的出线端、分支段和区域。当有故障发生时,运行巡检人员根据收到的故障信息以及指示器的报警显示状态迅速锁定故障区域并查出故障点,提高了巡检工作效率及缩短了停电时间。为电力配网工作的有效运行提供了极大的帮助。
1、架空线路故障指示器——用于检测线路短路和接点故障,线路运行数据采集;并与通信终端进行通信。
2、架空型数据采集通信终端——用于故障指示器动作信号远传、故障定位及与监控中心进行数据交互。
     故障指示器通过RF模块无线射频把在架空线上采集到的数据发送到数据采集终端整理并保存,然后在通过GPRS网络把整理好的数据发送到后台监控中心(配电网络监测中心),如果出现报警信息还会把报警信号通过GSM短信发送到指定的手机号码上。
二、架空线路故障指示器(功能特点、故障判据、技术参数)
    架空线路故障指示器XH-JK100适用于任何电压等级的输配电线路,用于检测线路短路和接地故障,给出翻牌和闪灯指示,同时预留智能电网故障定位、在线监测(监)控系统和配网自动化系统接口。
功能特点:
1.自取电:采用特殊材料和核心技术,当导线负荷电流大于3A时即开始取电,当线路负荷大于30A时,正常工作和本地无线通信完全不用后备锂电池的电量。
2. 短路故障检测:采用速断过流两段式电流保护原理,同时检测线路运行状态,可有效抑制合闸、重合闸涌流以及反馈送电误动作,可在线调整参数,检测更灵敏可靠。也可设置为自适应负荷电流的过流突变判据。
3. 接地故障检测:可监测线路接地电流突变增量,可在线调整参数,检测更灵敏可靠。
4. 显示方式:LED发光,机电翻牌显示。
5. 复归方式:1~48h定时复归(在线可设置,默认24h),或者智能复归(抢修故障和恢复送电以后自动复归),或者本地/远方通过无线遥控复归。
6. 电流电压测量: 远程实时监测线路负荷电流、导线对地感应电压,可替代电流互感器和带电指示器。
7. 通信方式:内嵌短距离双向无线跳频通信RF模块,通过数据采集通信终端或无线中继器实现远程GPRS数据通信。
8. 带电装卸:采用简易托杯和绝缘操作杆进行带电安装、拆卸。
9. 防锈死设计:压线板采用优质尼龙材料,压线簧为不锈钢,不会与导线“熔”为一体;卡线结构采用不锈钢导磁材料和防锈工艺设计。
10. 防拒动设计:导磁回路采用大截面设计,导磁性能好,测量精度和灵敏度高。在农网线路小负荷电流、小突变电流场合也能正确指示,不拒动;在城网线路两相接地短路或者缓慢过流时也能灵敏启动。
 11. 防误动设计:防空载合闸涌流误动,防重合闸期间非故障分支误动。
故障判据:
1.短路故障判据(内嵌无线跳频模块,可在线修改参数)
(1)速断、过流判据
线路带电并持续30秒以上;负荷电流≥10A或者线路对地电压≥3KV
速断、过流两段式过流保护定值启动:0-700A/0-9.99s(可调)
在10秒内线路停电,负荷电流≤5A并且线路对地电压≤1KV
 设置速断、过流定值设置到700A,将自动闭锁速断、过流判据,并自动启动自适应负荷电流的过流突变短路故障判据。
     (2)自适应负荷电流的过流突变判据
线路带电并持续30秒钟以上:负荷电流≥10A 或者线路对地电压≥3kV
故障启动条件:
当负荷电流IL小于等于200A时,ΔI≥100A
当负荷电流IL大于200A时,ΔI≥1/2*IL
故障持续时间:≤10秒
 线路停电:负荷电流≤5A并且线路对地电压≤1kV
2. 接地故障判据(内嵌无线跳频模块,可在线修改参数)
线路带电并持续30秒以上,线路对地电压≥3KV
首半波增量≥30A
接地相总电流≥10A
接地相电压下降比例≥30%
接地相对地电压持续下降时间≥60s

三、架空型数据采集通信终端 (组件介绍、功能介绍 ) 

     架空型数据采集通信终端XH-FTU主要用于数字故障指示器动作信号远传、故障定位及准实时在线监测系统,通过GPRS通信将数据发送到主站,并可以接收主站链路查询、链路复位、总召数据、遥控(数据采集通信终端复位、指示器翻牌/复归)、遥调(数据采集通信终端和指示器的参数)等命令。它通过短距离无线调频(自动跳频)通信方式来采集附近安装的1~30只数字化故障指示器的动作信息、负荷电流/短路动作电流、首半波尖峰电流/接地动作电流、线路对地电场等数据,然后通过GPRS通信方式将收集到的数据发送到主站。                        
3.1主要组件介绍
(1) 机箱
由铝合金材料和标准模具铸造而成,并做了二次氧化喷涂,外观小巧、整洁。按全户外运行设计,防雨、防锈、防凝露。出厂时,机箱内壁粘贴有标签,标明以下信息:
数据采集通信终端101协议通信地址(站号)
数据采集通信终端RF模块主节点地址(4字节ID号)
所辖若干只数字化故障指示器的RF模块从节点地址(4字节ID号)
(2) 塑盒
主控板、RF模块和GPRS模块(含SIM卡)安装在塑盒内,可防凝露。塑盒前面板上有一个运行指示灯,正常运行时每隔2~3秒快速闪烁一下,当太阳能充电电压或者电池电压低时,运行灯每隔4~5秒快速闪烁一下。把SIM卡座引到塑盒前面板上,便于人工换卡和GPRS通信测试。
(3) 主控板
主控板采用SMT32L431CC低功耗单片机,电路和程序都采用低功耗设计方法进行设计。对外提供20W/18V太阳能电池板、12V铅酸蓄电池接口。主控板的主要功能有:
从太阳能电池板取电,给电池充电,带电池充放电控制;
实时监测充电电压和电池电压;
与RF模块进行通信,采集周边数字化故障指示器故障位数据;
连接GPRS模块,与用户手机实现GPRS或短信通信。
(4) 太阳能电池板
用于架空线路时,太阳能电池板标配为20W/18V,确保数据采集通信终端在阴雨天气下也能取到静态工作电源和电池充电能量。
(5) 铅酸蓄电池
12.0V/7.5Ah,确保数据采集通信终端在多个阴雨天、晚上或者线路停电情况下都能正常工作。
(6) RF节点模块
用于数据采集通信终端时,需配置成节点参数。RF主节点参数出厂配置:
1、唤醒时间:20秒 ;
2、重发次数:1次 ;
3、数据速率:9600bps ;
4、基频:434MHz ;
5、信道:64信道自动调频 ;
6、调制速率:40kbps ;
7、发射功率:10dBm 。
(7) GPRS模块
用于GPRS通信时,主要需设置无线传输终端ID(与数据采集通信终端站号一致)、串口速率(默认9600bps),授权号码项设为管理员的手机号码,主站静态IP地址(或动态域名)和主站服务器的端口号等。
3.2主要功能介绍
(1) RF节点参数在线调整
出厂前已设好,一般不需要到现场在线调整。
备注:RF模块的功能使用和技术参数比较复杂,具体可咨询我司技术人员。
(2) GPRS参数调整
出厂前已设好,一般不需要到现场在线调整。如果需要更改,可通过授权手机号码发短信来设置,或者通过有线调试盒来调整参数。
架空型数据采集通信终端XH-FTU内GPRS模块平时一直在线运行,直到电池电压低于10.5V。如果因电池电压低而自动关掉了GPRS模块的电源,架空型数据采集通信终端XH-FTU在收到故障指示器上报的短路、接地动作信息以后或者在重新上电10分钟之内开机。因此,要对电池电压偏低的架空型数据采集通信终端XH-FTU的GPRS参数进行调整后,需同时断开太阳能电池板、电池与主控板的接线10秒钟以上,然后再重新上电。
备注:GPRS参数设置有UART维护接口设置(有线)和手机短信设置(手机必须是授权号码项设定的那个)两种方法。
3.3架空型数据采集通信终端XH-FTU参数调整
出厂前已设好,一般不需要到现场在线调整。如果该故障定位点要增加或更改故障指示器的配置表,则需在线调整参数。
备注:架空型数据采集通信终端XH-FTU参数设置有UART维护接口设置(有线)和本地RF无线设置两种方法。

技术参数: 

电源

6.5Ah/3.6V一次性长寿命锂亚电池

取电功率

50uA~20mA/3.6V(对应一次负荷电流3A~600A)

适用导线直径

8~40mm(绝缘线、裸导线)

适用线路负荷

0~600A(默认)、 0~100A、 0~2000A、 0~4000A

适用电压等级

≤35KV(根据客户需求设定)

速断、过流定值

0~700A或 0~4000A(相序)、0~70A(零序), 步进1A(可通过无线设置调整参数)

速断、过流延时

0~9.99S,步进0.01S

最大接地阻抗

500Ω

最大短路电流

40KA

电压线性度

优于±5%

电流精度

±1%(负荷电流大于20A时)或者±1A(负荷电流小于20A时)

环境温度

-35℃~70℃

防护等级

IP65

动作次数

>5000 次

环境湿度

≤95%

运行海拔

≤2000m

重量

≤500 g

寿命

≥10

 






 
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