KY6000塔筒塔架運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測維保系統(tǒng)簡介

1.概述

我國隨著 工業(yè)的迅速發(fā)展，對供電的需求和可靠性要求越來越高，風(fēng)電場鐵塔作為輸電線路的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著安全生產(chǎn)可靠輸送電能的艱巨任務(wù)，因此鐵塔的可靠穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。鐵塔的運(yùn)行狀態(tài)主要包括：運(yùn)行姿態(tài)（沉降、傾斜），接地網(wǎng)阻值是否滿足技術(shù)要求，接地引下線、避雷線是否可靠。

現(xiàn)階段由于諸多原因?qū)е妈F塔的運(yùn)行現(xiàn)狀還存在很大安全隱患，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）輸電架空線路需要承受自身重力、風(fēng)力、暴雨和冰雪等機(jī)械力的作用和風(fēng)沙等有害氣候的影響以及在自然環(huán)境和外界條件的作用下，鐵塔地基容易發(fā)生滑移、傾斜、開裂等現(xiàn)象，從而引起鐵塔變形、傾斜、甚至倒塔斷線。鐵塔傾斜容易導(dǎo)致電氣安全距離不夠，影響輸電線路正常運(yùn)行，倒塔斷線將使供電線路陷于癱瘓；

2）由于環(huán)境條件的不斷變化，雷雨天氣不斷增多，雷擊引起的輸電線路跳閘故障也日益增多，不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)行，還造成設(shè)備損壞、大面積停電、電網(wǎng)瓦解等惡性后果；

3）鐵塔接地網(wǎng)土壤電阻率發(fā)生變化，接地網(wǎng)腐蝕，氣象環(huán)境變化等，導(dǎo)致鐵塔在運(yùn)行過程中接地網(wǎng)接地電阻增大，達(dá)不到防雷泄流效果；

4）鐵塔接地引下線與接地體之間接觸不良，接地點(diǎn)脫落或接觸不可靠，避雷線斷線或接觸不可靠等，起不到防雷泄流的作用。

為了解決上述隱患，目前采取了一些措施：

1）定期巡檢、人為觀測鐵塔運(yùn)行姿態(tài)，這是當(dāng)前且非常必要的安全防護(hù)手段；

2）為了防范雷害故障跳閘，其中措施之一就是快速的將雷擊電流通過鐵塔泄放到大地。具體做法是在每個(gè)鐵塔下面都鋪設(shè)接地網(wǎng)，接地電阻值是影響輸電線路雷擊跳閘率的因素之一，雷擊跳閘率隨鐵塔接地電阻的增大而增加，鐵塔接地網(wǎng)電阻在允許范圍內(nèi)是防雷工作的基礎(chǔ)；

3）按《架空送電線路運(yùn)行規(guī)程》的要求，每年春天雷雨季節(jié)前對鐵塔接地網(wǎng)阻值、接地引下線及避雷線可靠性進(jìn)行測試，及時(shí)檢測出接地電阻超標(biāo)以及接地引下線和避雷線不可靠的鐵塔，更新和改造接地電阻值不滿足要求的接地網(wǎng)，加固或更換不可靠的接地引下線、避雷線。

目前采取的措施和手段能解決一部分鐵塔不正常運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)狀，但還存在一些不足：

1）在鐵塔運(yùn)行姿態(tài)發(fā)生變化初期，巡線人員很難用肉眼觀察到微小的變化。傳統(tǒng)的鐵塔運(yùn)行姿態(tài)維護(hù)主要靠定期巡檢、人為觀測，這些是非常必要的安全防護(hù)手段。但上述手段存在一定的主觀性，某些參數(shù)人工實(shí)測困難，并且不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，無法滿足鐵塔實(shí)時(shí)監(jiān)測的需求，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)，容易造成巨大損失；

2）鐵塔接地網(wǎng)阻值、接地引下線及避雷線可靠性是否滿足安全技術(shù)要求，目前只能通過每年春檢進(jìn)行檢測分析，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，可能出現(xiàn)當(dāng)雷電到來時(shí)，接地網(wǎng)阻值增大或接地引下線及避雷線不可靠不能滿足防雷泄流要求，但因沒有發(fā)現(xiàn)而得不到及時(shí)的維修或更換，可能帶來很大的安全隱患和財(cái)產(chǎn)損失。

“KY6000風(fēng)電場塔筒塔架運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測維保系統(tǒng)”集的計(jì)算機(jī)技術(shù)、DSP技術(shù)、異頻信號注入檢測技術(shù)、弱信號傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、低功耗技術(shù)、無線通信技術(shù)、新能源應(yīng)用技術(shù)、專家分析技術(shù)等為一體，實(shí)現(xiàn)鐵塔運(yùn)行姿態(tài)（沉降、傾斜）通過位移傳感器采集到的位移變化數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測鐵塔運(yùn)行姿態(tài)變化程度及發(fā)展趨勢，對超出鐵塔運(yùn)行姿態(tài)的情況及時(shí)報(bào)警；接地網(wǎng)阻值、接地引下線及避雷線可靠性通過接地引下線注入異頻信號，實(shí)時(shí)采集異頻電流、電壓信號進(jìn)行計(jì)算、分析處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測接地網(wǎng)阻值、接地引下線及避雷線的運(yùn)行狀態(tài)及可靠性，不滿足運(yùn)行要求時(shí)及時(shí)報(bào)警，提醒檢修維護(hù)，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，解決了目前存在的安全問題，也使每年鐵塔巡檢由當(dāng)前的“周期巡檢”向“狀態(tài)檢修”轉(zhuǎn)變，減少了大量的人力物力，為供電系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保障。

2.主要功能

2.1后臺專家分析系統(tǒng)功能

后臺專家分析系統(tǒng)是基于Windows平臺的應(yīng)用軟件，運(yùn)行于Windows XP環(huán)境下。專家分析系統(tǒng)軟件的主要功能如下：

1）權(quán)限管理；

2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理；

3）參數(shù)管理；

4）圖形顯示功能；

5）通信組態(tài)；

6）畫面組態(tài)；

7）報(bào)警及事件記錄；

8）數(shù)據(jù)查詢。

2.2鐵塔運(yùn)行狀態(tài)智能在線監(jiān)測裝置功能

KY6000塔筒塔架運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測裝置是專門針對風(fēng)電場塔筒塔架運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測的新產(chǎn)品，能夠?qū)﹁F塔的傾斜、沉降、鐵塔接地網(wǎng)阻值、鐵塔接地引下線及避雷線可靠性進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測，并對采集到的數(shù)據(jù)及信息通過GSM/GPRS/3G/4G或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后臺專家分析系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，其主要功能如下：

1）鐵塔傾斜角度X軸監(jiān)測及報(bào)警；

2）鐵塔傾斜角度Y軸監(jiān)測及報(bào)警；

3）鐵塔傾斜角度Z軸監(jiān)測及報(bào)警；

4）鐵塔沉降監(jiān)測及報(bào)警；

5）接地網(wǎng)阻值自動檢測及報(bào)警；

6）接地引下線接地狀態(tài)自動檢測及報(bào)警；

7）避雷線運(yùn)行狀態(tài)自動檢測及報(bào)警（可選配）。

3.主要技術(shù)指標(biāo)

3.1系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

1）系統(tǒng)容量

? 模擬量：≥2000點(diǎn)；

? 狀態(tài)量：≥2000點(diǎn)；

? 計(jì)算量：≥500點(diǎn)。

2）系統(tǒng)實(shí)時(shí)性

? 模擬量采集周期：≤2s；

? 非模擬量采集周期：≤2s；

? 狀態(tài)量采集周期：≤2s；

? 報(bào)警量采集周期：≤2s。

3）控制響應(yīng)能力

? 命令響應(yīng)時(shí)間：≤1s；

? 接受命令到執(zhí)行指令的響應(yīng)時(shí)間：≤1s。

4）數(shù)據(jù)采集響應(yīng)時(shí)間

? 從監(jiān)測裝置采集到的數(shù)據(jù)送到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的時(shí)間：≤2s；

? 數(shù)據(jù)庫響應(yīng)所有監(jiān)測裝置變化數(shù)據(jù)的時(shí)間：≤2s。

5）人機(jī)接口響應(yīng)時(shí)間

? 實(shí)時(shí)畫面：≤1秒；

? 其他畫面：≤2秒；

? 調(diào)用畫面的響應(yīng)時(shí)間：≤1s；

? 顯示畫面上動態(tài)數(shù)據(jù)刷新時(shí)間：≤1s；

? 指令發(fā)出到裝置回答顯示時(shí)間：≤2s；

? 報(bào)警產(chǎn)生到畫面顯示和發(fā)出語音的時(shí)間：≤2s。

6）畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新周期

? 模擬量：≤3秒；

? 開關(guān)量：≤2秒。

7）站內(nèi)事件順序(SOE)分辨率：≤2ms。

8）監(jiān)控系統(tǒng)CPU平均負(fù)荷率

? 正常狀態(tài)下(任意30min內(nèi))：≤20%；

? 事故狀態(tài)下(任意10s內(nèi))：≤40%。

9）監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平均負(fù)荷率

? 正常狀態(tài)下(任意30min內(nèi))：≤20%；

? 事故狀態(tài)下(任意10s內(nèi))：≤40%。

10）遙測合格率：>98%。

11）系統(tǒng)可靠性

? 系統(tǒng)使用壽命：≥10年

? 站控層平均時(shí)間（MTBF）：≥25000小時(shí)；

? 間隔層平均時(shí)間（MTBF）：≥30000小時(shí)；

? 平均維修時(shí)間MTTR：≤0.5h；

? 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可用性：≥99.97％。

12）適應(yīng)環(huán)境能力和抗干擾能力

? 環(huán)境溫度：-5～45℃，溫度變化率5℃/h；

? 相對濕度：30％～95％；

? 海拔高度：＜3000米。

3.2監(jiān)測裝置技術(shù)性能指標(biāo)

1）鐵塔運(yùn)行姿態(tài)（沉降、傾斜）

? 鐵塔順線傾斜角  ±10°（精度±0.05°）；

? 鐵塔橫向傾斜角  ±10°（精度±0.05°）。

2）接地網(wǎng)阻值、接地引下線、避雷線

? 接地網(wǎng)阻值測量范圍：0～600Ω（精度±2%）；

? 接地引下線電阻測量范圍：0～600Ω（精度±2%）；

? 避雷線電阻測量范圍：0～600Ω（精度±2%）；

? 通信方式：GSM/GPRS/CDMA/3G/4G或無線通信；

? 監(jiān)測裝置電源：雙太陽能+蓄電池；

? 監(jiān)測裝置無陽光情況下可連續(xù)運(yùn)行時(shí)間：大于40天；

? 監(jiān)測裝置運(yùn)行環(huán)境溫度：-40℃～+80℃；

? 監(jiān)測裝置運(yùn)行環(huán)境濕度：1%～100％；

? 監(jiān)測裝置防護(hù)等級：IP66。

3）終端性能指標(biāo)

? 絕緣性能：滿足IEC255-5標(biāo)準(zhǔn)。

l 絕緣電阻：100MΩ/500V；

l 耐壓性能：2.0kV/50Hz/1min；

l 脈沖電壓：5kV/1.2μs/50μs/0.5J。

? 抗干擾性能：

l 脈沖干擾：

共模：IEC255-22-1標(biāo)準(zhǔn) 2.5kV/1MHz/2s；

2.5kV/100kHz/2s；

差模：IEC255-22-1標(biāo)準(zhǔn) 1.0kV/1MHz/2s；

                       1.0kV/100kHz/2s；

l 輻射電磁場干擾：DL-478標(biāo)準(zhǔn)  27～500MHz, 10V/M；

l 靜電放電干擾：IEC255-22-2標(biāo)準(zhǔn)  接觸放電6kV，空間放電8kV；

l 快速瞬變干擾：IEC255-22-4標(biāo)準(zhǔn)  4kV。

? 機(jī)械性能：

l 振動

振動響應(yīng)：10～150Hz， 5.00m/s2；

振動耐久：10～150Hz， 10.00m/s2。

l 沖擊

沖擊響應(yīng)：50m/s2/11ms/3次/每方向；

沖擊耐久：150m/s2/11ms/3次/每方向。

碰撞：100m/s2/16ms/1000次/每方向。

4.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

5.系統(tǒng)配置表