Система контроля высоковольтных кабельных линий Димрус CDR

CDR – система контроля, мониторинга и диагностики дефектов высоковольтных кабельных линий от производителя "Димрус".

Широкое внедрение высоковольтных кабельных линий с рабочим напряжением 110 кВ и выше, являющихся ответственными элементами систем электроснабжения, требует использования оперативных систем оценки технического состояния. Это связано с тем, что скорость развития дефектов в изоляции из сшитого полиэтилена аномально высока - с момента возникновения дефекта до выхода кабеля из строя могут пройти недели, и даже дни. Поэтому стандартные off-line испытания, обычно проводимые не чаще одного раза в год, не в состоянии выявлять опасные дефектные состояния и реально снизить аварийность работы кабельных линий.

Наиболее эффективным способом контроля состояния изоляции высоковольтных кабельных линий является диагностика на основе регистрации и анализа частичных разрядов. Этот метод имеет максимальную оперативность и чувствительность для диагностики дефектов в изоляции из сшитого полиэтилена. Для контроля частичных разрядов в кабельных линиях 110 кВ и выше предназначена система мониторинга марки CDR (Cables Diagnostics Relay), производимая компанией DIMRUS.

Основные функции

• Осуществляется непрерывный контроль состояния изоляции высоковольтной кабельной линии на основе метода регистрации и анализа уровня и распределения частичных разрядов. Определяется тип дефекта в изоляции и степень его развития
• Производится автоматическая локализация мест возникновения дефектов в изоляции, выявленных системой по частичным разрядам, как в муфтах, так и в самом кабеле. Уникальность этой важной диагностической функции в системе заключается в том, что она реализована для кабельной линии, находящейся под рабочим напряжением
• Непрерывное контактное измерение рабочей температуры фаз кабельной линии (концевых муфт), расположенных рядом с измерительным прибором системы мониторинга
• Контроль величины уравнительных фазных токов, протекающих по экрану (броне) кабельной линии при помощи дополнительного датчика тока. Появление уравнительных токов отрицательно сказывается на нагрузочной способности линии из-за увеличенной температурной нагрузки на изоляцию

Особенности CDR для регистрации и анализа частичных разрядов

В качестве прибора регистрации и анализа параметров кабельных линий в системе мониторинга CDR использован регистратор высокочастотных импульсов PD-Analyzer/6S.

Его функциональными особенностями являются

• Возможность регистрации импульсов частичных разрядов в очень широком диапазоне частот, от 100 кГц до 1,5 ГГц. Использование такого диапазона частот связано с тем, что импульсы ЧР, перемещаясь по линии, уменьшаются по амплитуде и увеличиваются по длительности. Если импульс возник рядом с датчиком, то его частота будет высокой, равной сотням МГц. Частота "удаленного импульса" может составлять "всего" сотни кГц. Чем длиннее линия, тем более низкочастотные импульсы ЧР могут быть зарегистрированы в ней
  
• В систему мониторинга марки "CDR" встроены два современных метода локации места возникновения дефекта в изоляции кабельной линии. Один работает независимо на основе анализа рефлектограмм распределения импульсов частичных разрядов в линии, а второй анализирует разницу по времени прихода высокочастотного импульса от дефекта к "концам" контролируемой кабельной линии
• В системе "CDR" реализована экспертная диагностическая система "PD-Expert", позволяющая в автоматическом режиме определять тип дефекта в изоляции и степень его развития

Для реализации такого уникального набора функциональных возможностей в системе «CDR» использованы специфические технические решения

• Во-первых, это то, что регистрация импульсов частичных разрядов во всех шести измерительных каналах прибора "CDR" производится полностью синхронно. Только в этом случае возможна реализация всех вышеперечисленных диагностических алгоритмов
• Во-вторых, если система мониторинга создается для контроля нескольких кабельных линий, то ее приходится создавать, используя несколько приборов марки "CDR". В этом случае задача синхронизации измерений частичных разрядов становится глобальной

Такая синхронизация может быть осуществлена двумя способами. При расстояниях до 2 км синхронизация осуществляется при помощи оптических линий связи. По этим линиям будут посылаться синхронизирующие импульсы, а также проводиться обмен информацией. Если длина линии более одного км, или отсутствует возможность прокладки оптической линии, то измерения можно синхронизировать по сигналам системы GPS/GLONASS. Для этого во все приборы встроены приемники сигналов GPS.

Система мониторинга кабельной линии с синхронизацией при помощи оптической линии

На схеме приведена структурная система мониторинга кабельной линии с двумя соединительными муфтами в каждой фазе. Полностью система мониторинга состоит из 4 приборов марки "CDR" и компьютера со специальным программным обеспечением. Поскольку расстояние не очень значительно, и существует техническая возможность прокладки оптической линии связи, то она используется для синхронизации процесса измерения.

Система мониторинга кабельной линии с синхронизацией по сигналам GPS

Для контроля состояния длинных кабельных линий используются системы с глобальной синхронизацией. Передача информационных потоков в этом случае производится по обычным информационным каналам, которые на рисунке не показаны. Это доступные локальные сети предприятий, глобальные сети, и любые другие альтернативные каналы передачи информации.

Подключение "CDR" к общей системе АСУ-ТП может осуществляться несколькими способами

• При помощи оптической линии связи
• При помощи изолированного интерфейса RS-485

Для осуществления общего мониторинга и диагностики, как одной линии, так и нескольких, в комплекте с приборами поставляется программное обеспечение марки "iNVA". Для передачи информации из системы мониторинга в систему АСУ-ТП может быть использован протокол ModBus RTU, или протокол IEC 61850.