智能传感器及联动控制器系列
SC-201型城乡配网故障在线监控系统
一、系统概述
SC-201型城乡配网故障在线监控系统，是针对35kV以下电压等级的城乡配网系统实施现场故障定位/监测/监控及诊断的完整的解决方案。
本监控系统可以帮助电力运行人员实时了解线路上各监测点的负荷电流、短路动作电流、首半波尖峰电流、接地动作电流、电缆线路稳态零序电流、电缆线路暂态零序电流）、线路对地电场、高压线或电缆头温度的变化情况，在线路出现短路、接地、断线、绝缘下降等故障或者异常情况下给出声光或者短信通知报警，告知调度人员进行远程操作以隔离故障和转移供电，通知电力运行人员迅速赶赴现场排除事故隐患。
二、系统示意图
三、系统组成
本监控系统由若干个故障指示器和数台数据采集器和1套主站系统组成。实现故障定位/监测/监控功能。数字故障指示器主要安装在变电站出线、开关负荷侧、架空分支线、电缆进出线和主干线路分段处各装1组（共3只）同时在附近安装1台数据采集器。数字故障指示器和数据采集器都带有四字节全球唯一通信地址，用于数据采集器对数字故障指示器的识别；数据采集器还带有一字节101协议通信地址，用于数据采集器与主站之间的地址识别。数据采集器与数字故障指示器采用短距离无线调频组网通信，数据采集器与主站之间采用GPRS公网通信。
四、系统工作原理
本监控系统通讯策略的含义是：数字故障指示器采用极低功耗设计，设计寿命为8年以上，但无线通讯能量较大，不能完全依靠内部锂电池供电，大部分能量要从高压导线感应取电。当负荷电流大于20A时可以完全取到通讯能量，在通讯时可以做到“有问必答”或者定时主动发送；当负荷电流小于20A时，只能取到有限的电能，在通讯时会出现“两问一答”或者定时主动发送的情况，其它时间数字故障指示器内部无线通讯模块都在休眠以减少电池损耗。值得一提的是，由于无线通讯划分为64个独立信道，无需对多只数字故障指示器进行编码和延时错开时间发送，对于多只数字故障指示器同时发送时也不会存在互相干扰而导致通讯不上的情况。由于数字故障指示器的本地无线和数据采集器的GPRS网络“一直在线”，并具有双向、随机发起主动通讯的能力，所以主站在召唤数据采集器的数据的同时，还可以对数据采集器和数字故障指示器下发参数和遥控命令。
五、主要装置介绍
（一）SC-201/01型数字故障指示器
SC-201/01型数字故障指示器主要安装在变电站出线、柱上开关负荷侧、架空线分支线、电缆进出线和主干线路分段处，实现线路在线故障检测与定位。数字故障指示器中的电流传感器主要包括：电流线圈、导磁棒、立柱、动板。立柱上半部分和动板裸露在外面，便于安装和拆卸。数字故障指示器带有四字节全球唯一通信地址，用于数据采集器对数字故障指示器的识别；数据采集器与数字故障指示器采用短距离无线调频组网通信。
1)主要功能：
◆具备自取电功能；
◆检测相间短路；
◆检测中小电阻接地故障；
◆检测小电流接地系统单相接地故障；
◆检测断相、停电、三相不平衡；
◆监测线路负荷电流、短路动作电流；
◆监测线路接地电流、接地动作电流；
◆监测线路对地电压；
◆监测导线温度（可选）；
◆带电装卸；
◆本地翻牌、闪灯显示；
◆定时/遥控复归；
◆本地无线组网通讯，动作信号和故障电流主动上报；
◆本地和远程在线调整参数；
2）主要指标：
◆电源：4.8Ah/3.6V一次性锂电池；
◆取电功率：50uA-100mA/3.6V(一次负荷电流3A-600A)；
◆静态平均功耗：25uA；
◆通讯平均功耗：50uA（每分钟发送一次数据时）；
◆电流精度：±1%（200A额定电流或零序电流大于5A时）或者±1A（负荷电流小于20A或零序电流小于5A时）；
◆温度精度：±2℃；
◆电压线性度：优于±5%；
◆通讯频率（RF）：420～440MHz（64个独立信道自动跳频）；
◆通信距离（RF）：30～300m（灌胶以后、双向通讯）；
◆电压等级：任意（出厂前确定），出厂默认为10～35kV；
◆负荷电流：0～600A；
◆零序电流：0～100A；
◆温度范围：-55～150℃；
◆导线直径：8～40mm；
◆三相电缆直径：80～120mm；
◆短时耐受电流：40kA/4S；
◆故障复位时间：24h(1～48h可在线设置)；
◆可动作次数：不小于3000次；
◆环境温度：-35℃～85℃；
◆环境湿度：5%～95%；
◆防护等级：IP65；
◆EMC等级：±8kV静电放电；±4kV浪涌冲击；
◆重量：不大于500g；
◆尺寸：不大于Ф75*150mm；
◆设计寿命：43800小时（5年）
现场安装实物图
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（二）SC-201/02型数据采集器
SC-201/02型数据采集器安装在数字故障指示器附近。数据采集器带有四字节全球唯一通信地址，用于数据采集器对数字故障指示器的识别；数据采集器还带有一字节101协议通信地址，用于数据采集器与主站之间的地址识别。数据采集器与数字故障指示器采用短距离无线调频组网通信，数据采集器与主站之间采用GPRS公网通信，可选静态IP、动态域名和APN专线，推荐使用APN通道，确保数据和控制安全。
1主要功能：
◆可带电装卸；
◆太阳能取电（架空）或开口CT取电（电缆）；
◆在线设置参数；
◆遥控翻牌/复归、指示灯点亮/熄灭、状态信息采集；
◆采用本地无线调频组网通讯方式；
2）主要指标：
◆电源：18V/20～60W太阳能电池板组件；
◆电池：10～40Ah/3.6V可充电锂电池；
◆整机平均功耗： ＜50mA/3.6V；
◆带数字故障指示器数量：3～30只（架空）、4～64只（电缆）；
◆重量：＜5kg；
◆尺寸：＜150mm×250mm×200mm（高×宽×厚）；
◆设计寿命：43800小时（5年）；
◆环境温度：-25℃～70℃；
◆环境湿度：5%～95%；
◆防护等级：IP55；
◆EMC等级：±8kV静电放电、四级雷击浪涌冲；
现场安装实物图
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（三）SC-201型主站系统
SC-201型主站系统硬件主要由1台工作站或1台服务器+1台工作站组成。主站软件主要包括FA、WEB发布、GIS系统接口等。
SC-201型主站系统除了显示线路故障电流途径和位置，还能显示线路各监测点电流、线路对地电场、数据采集器的电池电压、数据采集器的充电电压的变化情况并绘制曲线图，用户根据需要还可以增加其他监测内容，例如无线抄表、视频抓拍等。数字故障指示器的电池电压和充电电压可通过本地无线读取。
1）系统功能
◆数据采集；
◆数据处理（包括计算量的处理）；
◆控制和调节；
◆事件顺序记录（SOE）；
◆报警处理；
◆系统时钟和时钟同步；
◆通道监视与统计；
◆网络拓扑和动态着色；
◆历史数据和报表系统；
◆权限管理；
◆故障信息实时检测和故障定位；
◆故障指示器的动作信号纠错和补漏；
◆无人值班短信通知；
2）WEB发布
◆运行状况浏览；
◆故障通知和故障信息浏览；
◆运行数据和故障信息的历史查询；
3）GIS系统接口
◆向GIS转发“二遥”实时数据；
◆接收并执行GIS下发的遥控、遥调命令；
线路故障报警网络拓扑截图（支线3-4#杆电缆被挖）
线路故障及负荷在线监测系统网络拓扑截图
六、SC-201型城乡配网故障在线监控子系统配置清单
|
序 号 |
名 称 |
型号规格 |
备注 |
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1 |
数字故障指示器 |
SC-201/01 |
常州顺创 |
|
2 |
数字式密度传感器 |
SC-202/02 |
常州顺创 |
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lora通信距离:1kM覆盖范围
供电方式:太阳能+锂电池
20Ah/12V或AC 220V
整机功耗:静态10mA
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