1 概述
六氟化硫(SF6)是一种无毒、无味、无色、无嗅、非可燃的合成气体,具有一般电介质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力。充装SF6的电气设备占地面积小, 运行噪声小,无火灾危险,这极大地提高了电气设备运行的安全可靠性。而气体绝缘金属封闭电器(GIS)的应用,打破了传统变电站的概念,使紧凑型、高电压、大容量新式变电站的发展得以实现,成为城网变电站改造的重要途径。
随着我国电力设的发展,在 110-750kV高压断路器中采用SF6气体作为绝缘灭弧介质的断路器等逐年增加。对SF6气体的状态监测已成为保证SF6断路器等电器设备正常安全运行的主要技术措施之一。
SF6高压开关电器在制造和运行中因为:
◆SF6新气中含有一定水分
◆在设备安装、解体检修和充气补气时,因工艺过程中的疏漏,在气室和管阀内留有水分
◆因密封不严,在SF6向外泄漏时,会反向渗入水分
变电站 SF6 断路器 SF6气体的密度、湿度和温度三项物理指标是否处于额定范围之内,决定着该断路器的安全运行状态。电网运行规程强制规定,在设备投运前和运行中都必须定期对 SF6气体的密度和含水量进行检测。SF6 气体含水量的现场检测方法有电解法、冷凝法和阻容法。目前大多采用便携式露点仪进行现场检测。
实践证明,我公司研制出YS-W802远传表计在线监测系统能够以高于国家标准的测量精度,长期在线监测GIS中SF6气体的密度、微水、温度及其变化趋势,其功能是在 SF6 气体有关指标出现变化时,给出变化曲线;有关指标达到报警状态时,报警或自动启动报警装置,以保障设备和变电站整套系统的安全。
2 产品介绍
2.1 型号定义
YS-W802
YS-W:指产品类别;802:指产品编号;
2.2 性能特点
1. 监测GIS设备中SF6气体的密度、压力、温度、密度、微水体积分数(PPM);
2. 采用全封闭设计,防水抗尘,抗强电磁干扰,安装使用方便,可用于高频电场环境和室外环境;
3. 消除了测量过程中温度、压力对微水的影响,数据稳定;
4. 采用温度、微水集成芯片,直接测量气体温度,消除气室内外的温差,密度值计算准确;
5. 采用镜面法测量的方式测量微水值,测量准确。
6. 可按预设值或用户给定值自动启动低压报警和闭锁装置。
7. 可通过后台软件自动绘制状态变化趋势图。
2.3 监测系统
YS-W802型SF6远传表计在线监测系统由密度表、变送器、IED以及后台软件计算机构成。密度表、变送器与SF6气体气室连接,IED为变送器供电和通讯转接,通过RS485或光纤等方式传输至后台计算机的软件系统。
变送器采集高压开关中SF6气体的温度、压力、湿度等模拟信号,用RS485总线方式传输。传感器之间以RS485“手牵手“的方式或“星形”级联,最终将该信号输入综合监测单元。
SF6远传表计在线监测系统属于光机电一体化领域中基于PC机的工业生产过程监控系统,本产品主要应用SF6电气开关设备中SF6气体在线监测系统 ,能够实时在线监测SF6电气开关设备中的SF6气体温度、 密度、微水体积分数(PPM),并提供实时数据采集显示、数据远传、故障报警传输、后台数据显示与分析。
系统结构图
3 技术指标
露点指标:
测量范围:50~1,000 μl/l 或-60℃~+20℃
测量精度:≤ ± 5% F.S.
温度指标:
温度测量范围:-40℃~+125℃
温度测量精度:± 0.5℃
密度指标:
测量范围:0.1~1.40 MPa 或定制
测量精度:±1% F.S.
报警门限:0.52 MPa 或自定义
报警解除:0.53 MPa 或自定义
闭锁门限:0.50 MPa 或自定义
闭锁解除:0.51 MPa 或自定义
微水体积分数指标:
测量范围:10~20,000 ppmv
测量精度:±4%FS
其它指标:
通讯接口:隔离型 RS-485/CAN
通讯速率:9600
电源电压:24V DC
工作环境:-40 ℃~+55 ℃ ≤95%RH
接口与尺寸:
设备接口:M45×1.5 螺纹 或定制
4 装置介绍
密度表
密度表感温元件采用进口材料,温度补偿范围大,精度高,性能稳定,可靠。刻度盘上的用绿、红色块表示不同的工作区域,不受环境温度的变化。外壳为不锈钢哑光,防护等级IP68,使用安全,维护方便,安装方式灵活。
变送器(M26,M27,M45,定制)
变送器作为密度表的连接装置,防护等级IP67,本体为三通阀结构,完成装配之后可以使电力检修人员不用拆卸密度表,就能对SF6气体密度表进行校验,彻底解决了继电器校验以及补气中的拆卸难题,避免了因定期校验过程中拆卸接头导致的对开关密封面及密封圈的损害,大大降低了泄漏几率,提高了工作效率,确保SF6电气开关的安全运行。
微水远传IED
微水远传IED采用高性能单片机控制处理电路,具有数据存储、分析等功能;支持多种通讯协议,能够将数据发送至监控中心,实现远程监控和管理。
5 后台软件
后台监测系统图
SF6数字化远传系统上传的数据进行分析,以趋势图、谱图、报表等形式展现,并提供报警功能。用户可以通过Web应用服务软件很方便的获得设备的实时数据、实时谱图、历史数据和趋势图等。