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在云南电网公司防灾减灾中心,多源地球同步轨道卫星影像每10分钟刷新一次,对全省山火动态进行实时监测,1.5万套在线监测装置实时“直播"输电通道走廊,摄像头每天传回100多万张可见光+红外图像。依托卫星监测和视频监测装置,今年以来,云南电网公司主动发布山火预警915处,发现输电走廊附近火情875处,准确率90%以上。
3月11日的椅子凹火情,正是卫星先捕捉到0.3℃的温度异常,AI识别算法立即启动“三重验证":比对历史植被数据,排除固定热源误报,分析烟雾扩散方向避开云层干扰,调用最近的“天眼"监控装置的视频影像确认火点。
“过去靠人工盯屏幕,现在系统自动‘找茬’,AI每秒分析200张图片,每天要处理覆盖全省的288景卫星遥感数据、100多万张视频可见光和红外图像,通过识别算法即时分析告警烟雾和火苗,连烟头大小的火星都不放过,烟雾刚窜起30厘米,系统已自动标注为‘烟雾’,并发出告警。"云南电网公司防灾减灾技术支持中心技术员王国芳打了个比方,卫星“盯梢",AI“把脉",就像给每条线路配了24小时值班的“电子护线员"。
这套“智慧大脑"的厉害源于海量训练。云南电网公司的技术人员给AI“喂"了2019-2024年1万余起火情的1.8亿张图片,教会它“察言观色",如何区分“真火"与“假警":光伏板的反光在数据库留下“指纹",烟囱烟雾的扩散轨迹被编成“识别码",甚至不同时段的光照角度都被纳入计算。通过不断地训练升级,今年以来,该系统误报率从15%降至1.2%。
1、概述(LYLB7000新型电力设备“便携式录波仪"解析和详细介绍)
录波仪是集成了电气试验、故障录波、综合电力监测功能的便携式仪器,采用一体机结构,内置高性能的处理、采集、运算和通讯组件,实现了先进的数据处理能力,可用于电力系统各个环节的稳态测量和暂态记录分析。
录波仪配置了多种模拟通道,全部采用电气隔离技术,隔离耐压达DC3000V;模拟通道类型包括交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、转速信号等,覆盖了电力系统各个环节的电气信号类型。开关输入信号类型包括有源、无源两种。开关输出信号为继电器节点。
录波仪具备功能完备的集成软件,包括了录波、试验、监测、长时记录等功能。配套提供的远程机(上位机)软件可通过局域网与录波仪连接,实现设备的远程操作。
录波仪主要功能包括:
实时监测:录波仪接入了16路模拟量、16路开关量。实时显示波形、谐波、矢量图,并实时计算模拟量有效值、派生量(频率、有功、无功、功角、零序、负序等)。
发电机电气试验:多种发电机特性测试试验项目,包括发电机空载试验、短路试验、频率特性、进相试验、甩负荷试验、转子交流阻抗、同期装置校验等,以及励磁调解器的各项试验,例如阶跃试验、灭磁试验、零起升压试验等。
故障录波:具备完整的故障录波器功能,按预定义的故障判据监测实时信号,在符合判据时启动波形录制。可在电力系统发生故障时,自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化过程。
长时录波:长时间连续记录模拟量的波形和有效值、开关量状态。可记录31天,可选采样频率为10kHz。
2.参数规格(LYLB7000新型电力设备“便携式录波仪"解析和详细介绍)
2.1 常规参数
表2.1 常规参数
硬件配置 | |
显示屏 | 15.6" LCD;分辨率:1366×768 |
存储 | 硬盘120GB,内存4GB |
通讯接口 | 网络:1个10/100Mbps 802.3u接口、2个USB接口 |
通道数 | |
模拟量 | 16路 |
开关量 | 16路 |
派生量 | 24路 |
输入通道 | |
同步采样频率 | 10K/s,20K/s,50K/s,100K/s可选 |
安全性 | 电气隔离耐压3000VDC |
工作电源 | |
交流电源 | 额定电压:单相220V,50Hz,允许偏差-15%~+15% |
直流电源 | 额定电压:220V,允许偏差-15%~+15% |
结构 | |
机箱尺寸(mm) | 407 (宽) ×150(高)×370(深) |
重量 | 10kg(含铝合金包装箱) |
环境 | |
工作温度 | 室内使用,-5 ~ +45℃,相对湿度5 ~ 95% |
存储环境 | 室内保存:-5 ~ +45℃,湿度95rh%以下(不凝结) |
2.2 模拟通道
录波仪装有8个模拟信号处理模块,每个模块由2路模拟通道组成。
表2.2 模拟通道
技术指标 | ||
A/D分辨率 | 16位 | |
有效值准确度 | 0.2% | |
通道类型 | ||
交流信号 | 用RMS(均方根)算法计算有效值 | |
直流信号 | 用平均值算法计算有效值 | |
转速信号 | 处理并提取过零点信息,计算转速、功角等参量 | |
4~20mA信号 | 用平均值算法计算有效值 | |
测量范围 | ||
交流电压通道 | AC150V~AC1000V | |
交流电流通道 | 直接接入 | AC10A |
电流钳 | AC1A~AC200A | |
直流电压通道 | DC±100mV、DC±2000V | |
直流电流通道 | 直接接入 | DC±200mA |
霍尔电流钳 | DC±100A | |
转速通道 | 光电传感器或涡流传感器;1:1或1:60 |
模块种类详见“附录A",模拟通道输入特性详见“附录B"。
8个模块的通道类型、测量范围,可根据用户要求调整,或根据用户要求提供其他种类模块。
2.3 派生量
录波仪*多可设置24路派生量,各类型的准确度如表2.4所示。派生量的具体类型及设置参见“6.1 参量设置-派生量"。
表2.3 派生量
类型 | 准确度 |
频率 | ±0.02Hz |
有功功率 | 0.5%,cosφ1.0~0.5 电压>50% 电流>10% |
无功功率 | 0.5%,sinφ1.0~0.5 电压>50% 电流>10% |
两矢量差,两矢量和,交流阻抗 | 0.5% |
功率因数,正序,负序,零序,两相负序,同期压差 | 1% |
相角差,实测功角,线路功角 | ±0.3° |
计算功角 | ±1.5° |
标量和 | 由引用参量决定 |
标量差 | 由引用参量决定 |
一次函数 | 由引用参量决定 |
2.4 开关量通道
录波仪可接入16路开关量(有源节点外部电压范围参见表2.4)。也可根据用户要求配置有源节点的电压范围。
表2.4 开关量通道
通道类型 | 技术参数 |
有源节点8路、无源节点8路组合 | 有源节点接入DC24~220V |
无源节点8路、有源节点4路和开出量4路 | 有源节点接入DC24~220V 开出量空节点输出,AC220V/5A |
无源节点16路 | / |
2.5 转速通道
转速信号通道板示意图如图2.5.0所示:
录波仪可以测量3种转速信号(可提供DC-5~0V的偏置电压):
1:1信号
即发电机转子每旋转一周发生一个脉冲信号。例如,在轴上刷一条反光漆,使用光电传感器输出的信号。
此时应将面板上的拨动开关拨至1:1处,并通过调节偏置旋钮,使得脉冲信号基本达到正负对称。传感器输出的脉冲信号可以使用示波器观察,也可以将其并联至录波仪的DC±300V,用“实时波形"功能观察。例如,观察到脉冲信号Vpp为1~5V,则应将偏置旋钮调至-3~-2V位置,使得脉冲信号产生有效的过零点。
1:60信号
这种信号来自60齿的齿盘,发电机转子每旋转一周发出60个信号。对应的,使用的一般是铁磁类型的传感器,发生的是正弦电压信号。此时偏置旋钮应该置于0位。
脉冲数等于极对数
转子上的测速齿盘的齿数与机组的极对数相同,这种情况一般出现在水轮机组上。此时应将面板上的拨动开关拨至1:1处,并在参量配置中设置极对数,详见“6.1 参量设置-模拟量"。 偏置旋钮应根据转速传感器的类型和信号的形态做具体的调节。
使用录波仪的“实时波形"功能观察到的转速通道的波形,不是转速传感器输出的原始信号,而是经过录波仪转速通道处理后得到的锯齿波。如果转速信号正常,且配置正确,应生成稳定的锯齿波,并且转速值、发电机功角值正常。转速信号的Vpp高于1.0V,且有稳定的过零点,即可正常测量。
3.基本操作(LYLB7000新型电力设备“便携式录波仪"解析和详细介绍)
3.1 安全须知
操作仪器时,请严格遵照电气安全规范,并依照本说明书中关于操作规范的相关描述进行。否则,可能会产生意外,对使用者人身或者设备造成伤害。
为确保人员与设备安全,请注意以下安全条款:
仪器的壳体必须良好接地
切勿在爆炸性的气体附近使用仪器
使用前,仔细检查测试线缆是否有损坏的情况,如有请立即更换
接线前,检查仪器相应通道的输入电阻,应在合理范围
不要施加超出相应通道量程的输入电压\电流
3.2 仪器外观及结构
仪器外观如图3.2.0所示:
通道面板外观如图3.2.1所示:
4.接线说明(LYLB7000新型电力设备“便携式录波仪"解析和详细介绍)
4.1 接线要求
在仪器的通道面板有8个模拟量通道模块和1个开关量通道模块。
在接入被测信号时,应注意确认端子标记;接线错误可能损坏仪器。接线前,应确认模拟通道的输入电阻,请特别注意:
用万用表电阻档,检查每个输入通道内阻:
交流电流(AC10A) 通道,内阻 < 0.1Ω
交流电压(AC150V) 通道,内阻 > 80kΩ
直流电压通道,内阻 > 1MΩ(±2000V);内阻 > 400kΩ(±500V)
4.2 典型接线图
4.2.1 交流电压接线
录波仪的交流电压通道,是每路独立的,即通道内部没有连线。根据实际需求接成星形接线或三角形接线,如图4.2所示:
4.2.2毫伏量通道
此类通道的量程为DC±100mV,只能接入分流器输出的毫伏电压信号(0~75mV),如果接线错误,可能会导致该通道损坏。
分流器输出信号*好使用双绞线接入,至少要使用2芯屏蔽电缆。请勿使用分离的两根导线接入。
5.软件简介(LYLB7000新型电力设备“便携式录波仪"解析和详细介绍)
录波仪本机软件集成了监测、试验、录波、长时记录等功能。其中,监测功能包括实时波形、谐波、矢量图等;试验功能涵盖了发电机的各项启机试验,包括发电机空载试验、短路试验、频率特性、进相试验、甩负荷试验、转子交流阻抗、同期试验,以及励磁调解器的各项试验;录波功能基本等同于标准的故障录波装置,按预定义的故障判据监测实时信号,在符合判据时启动波形录制;长时记录功能是连续长时间记录模拟量波形和有效值、开关量状态。
配套的远程机(上位机)软件与本机软件具有基本相同的界面功能,可通过局域网与录波仪连接,实现设备的远程操作。
5.1功能
其主要功能如表5.1所列:
表5.1 主要功能
功能框 | 功能菜单 | 功能说明 |
在线监测 | 实时参量 | 显示实时模拟量有效值、开关量状态 |
实时波形 | 显示模拟量实时波形、开关量状态 | |
矢量图 | 显示选定交流参量的有效值和相角 | |
谐波 | 显示选定交流参量各次谐波的含有率 | |
打开文件 | 打开保存的监测类文件 | |
故障录波 | 手动启动 | 手动启动并自动保存一条故障记录 |
故障设置 | 设置模拟量和开关量启动值,定时启动及录制格式 | |
实时记录 | 查看本次运行软件以来记录的故障数据 | |
历史记录 | 查看历史故障记录文件 | |
电气试验 | 波形类试验 | 记录参量的瞬态波形,可配置有功功率等几种派生量 |
曲线类试验 | 记录有效值、派生量的曲线,每20ms一点数据 | |
复合录波试验 | 混合记录参量的有效值、派生量(20ms一点)和瞬态波形(系统采样频率) | |
特性类试验 | Y随X变化关系的试验 | |
频率特性 | 记录参量与频率的相关性,例如幅频特性曲线 | |
进相试验 | 包含运行极限图和表格,及记录进相过程的曲线图 | |
同期试验 | 以同期表的形式记录并网时的相角、频差、压差等信息,用于检查同期回路接线 | |
交流阻抗 | 记录发电机转子不同转速下的交流阻抗值,可显示阻抗-转速、损耗-转速关系图 | |
定子铁心磁化 | 计算铁心轭部质量;替代分离表计完成铁损试验 | |
打开文件 | 打开电气试验数据文件 | |
长时记录 | 新记录 | 设置长时记录的参数并启动记录 |
记录列表 | 查询已记录的长时记录文件 | |
输出控制 | 开关输出 | 手动控制开出量动作 |
参数设置 | 参数设置 | 对模拟通道、派生量、开关量进行全面设置 |
采样频率 | 根据信号特性和试验要求选择采样频率,10~100kHz | |
试验地点 | 设置当前试验地点、电站、机组名称等 | |
功角初始角 | 用于实测功角的初始角归零 |
5.2 界面
开机后,自动进入监控主界面;或双击桌面的“MR400L"快捷方式进入;或“开始-所有程序-PDM-04"进入监控主界面,如图5.2.0所示:
主界面说明:
主窗口工具条上有软件功能面板显示/隐藏按钮,及背景色和前景色调节滑块。
主窗口下方的状态条,如图所示
状态条包括以下信息:
本机IP:当前本机的IP地址。
试验地点:当前本机的试验地点(电站、机组名称等)。
长时记录运行状态:交替显示,正在进行长时记录的实时录制;
长时记录未启动。
已记录故障:已存储到长久存储器的故障记录数量。
故障记录区状态 :录波仪本地机共分配了3个故障记录区,记录区有3种状态,状态定义如下:
(黑)此记录区当前空闲。
(绿)此记录区正在录制故障记录。
(红)此记录区正在将录制完成的记录存储到长久存储器。
通讯状态:显示数据包的传送,交替显示。
采样频率:当前所用的采样频率。
CPU:当前CPU的占用百分率。
实时时钟:实时显示录波仪的时钟。
“500千伏德宏博尚双回线路附近火势蔓延,请求优先灭火!"3月4日21时,云南电网公司临沧供电局紧急呼叫,及时与市、县两级森林防火指挥部联动,优先对线路方向的火情进行处置,保障了西电东送主通道的安全稳定运行。这得益于云南电网与林草部门共建的“林电共安"平台,构建起林牧区输配电线路森林草原火灾风险防控、隐患排查整治和监测资源共享等一系列机制:累计接入3000余套林草“天眼"防火监控装置;融合共用971名林草护林员兼任“线路哨兵";政企联合在高风险区进行低矮树种换种,累计治理林区输配电线路超高倒树距离不足、线树安全距离不足等火灾隐患5.9万处;共同推动114条关键线路区段纳入政府防火隔离带规划,882处输电线路防山火关键区段纳入林草防火卡点。
在火情处置现场,无人机则成了“空中指挥官"。云南电网公司丽江供电局的10台无人机机巢,在遥感卫星发布火情预警信息后,快速做出响应,根据火点坐标位置,远程下达动态巡视任务,对机巢覆盖范围内的火情进行精准复核和有效观测。今年以来,云南电网公司充分应用无人机空中优势密切监测输配电线路附近火情,全省输配电运维人员共配置2500余台无人机,山火防控期采用无人机开展现场火情监测巡视1000余次,实时监控火情发展趋势,精准研判火情对电网的影响。
“现在不是等火来了再救,而是要让火烧不到线路。"王国芳表示,截至3月14日,云南电网公司今年通过构建智能立体山火防控体系,发现并及时处置35千伏及以上输电线路山火970处。这些数字背后,是预防为主的科技转身,从卫星遥感到AI判读,从无人机巡航到政企联动,这套会“思考"的山火防控系统,让输电线路的安全运行更加可控、在控。
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