歐陽(yáng)福星

摘要：SF6氣體是一種人造惰性氣體，具有強(qiáng)電負(fù)性，在均勻電場(chǎng)中，其絕緣強(qiáng)度可達(dá)到空氣的2.5倍，其滅弧能力約為空氣的100倍。正因?yàn)榫邆鋬?yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，SF6氣體通常作為一種絕緣介質(zhì)被廣泛地應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備。氣體泄漏將會(huì)導(dǎo)致斷路器發(fā)生故障，引起電力設(shè)備事故，從而導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，保證組合電器中SF6氣體壓力、密度和溫度等在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)是確保設(shè)備安全運(yùn)行的重要指標(biāo)。而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)疑將會(huì)提高電氣設(shè)備工作的可靠性。

關(guān)鍵詞：組合電器;SF6;監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1 現(xiàn)狀分析

1.1 工作人員手工抄錄效率低，導(dǎo)致時(shí)間消耗大，多點(diǎn)作業(yè)

相對(duì)所需員工也增加，同時(shí)人工作業(yè)容易產(chǎn)生遺漏、偏差，耗費(fèi)人力物力。

1.2 手工抄錄數(shù)據(jù)不利于數(shù)據(jù)的共享和保存，導(dǎo)致瀏覽數(shù)

據(jù)、分析檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)效率降低，且在設(shè)施編程、數(shù)據(jù)的格式上沒(méi)有統(tǒng)一要求，形成了數(shù)據(jù)孤島，對(duì)數(shù)據(jù)的共享形成了制約。

1.3 可能導(dǎo)致對(duì)突發(fā)情況處理不及時(shí)。

無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不能實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障，從發(fā)現(xiàn)到分析再到處理，浪費(fèi)了很多寶貴時(shí)間，在故障和事故處理方面尤為被動(dòng)。

2 項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容

2.1 數(shù)據(jù)采集，包括溫度、濕度、壓力等。

具體實(shí)施方案為：將組合電器的傳統(tǒng)SF6壓力表更換為高精度的無(wú)線密度繼電器，連接到開發(fā)板且配置狀態(tài)采集傳感器，包括壓力傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器等，目的是為了實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的SF6氣體氣密狀態(tài)的遠(yuǎn)程感知。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸，可通過(guò)無(wú)線傳輸、GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸、5G傳輸?shù)?/p>

達(dá)到在線監(jiān)測(cè)，部署網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)變電站組合電器氣室的SF6氣體壓力實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。該模式具有延遲低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，能保證檢測(cè)及傳輸系統(tǒng)的精度及可靠性，避免了人工抄錄數(shù)據(jù)所帶來(lái)的精確性差、不易長(zhǎng)期保存等弊端。

2.3 數(shù)據(jù)處理，包括了數(shù)據(jù)的預(yù)處理、記錄變化量以及統(tǒng)計(jì)累積量。

針對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果得到的數(shù)據(jù)搭建并不斷完善數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為基礎(chǔ)制作可視化的圖形、列表界面或者梯形模式，可以方便快捷地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

2.4 信息反饋，經(jīng)由技術(shù)人員監(jiān)測(cè)得到數(shù)據(jù)后，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估。

反饋過(guò)程是通過(guò)數(shù)據(jù)的積累和處理制作出一個(gè)數(shù)據(jù)變化量的監(jiān)測(cè)報(bào)表，在對(duì)比分析后還應(yīng)撰寫評(píng)估，再根據(jù)評(píng)估結(jié)果來(lái)決定是否需要維護(hù)以及確定維護(hù)方案。

通過(guò)數(shù)據(jù)積累以及數(shù)據(jù)處理，并搭建出可靠的用戶平臺(tái)，具備觀看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析等功能，在發(fā)現(xiàn)故障并制定維護(hù)、處理決策的同時(shí)，也提高了對(duì)故障發(fā)生預(yù)知的能力。

3 工作原理和設(shè)計(jì)

SF6氣體監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)值為：在額定溫度為20℃時(shí)，電氣設(shè)備中SF6氣體的密度值。在電氣設(shè)備工作時(shí)，SF6氣體壓力不是一成不變的，會(huì)根據(jù)外界溫度的變化而做出相應(yīng)的改變，但如果采用密封性能良好的SF6斷路器，電氣設(shè)備中SF6氣體的密度值應(yīng)維持不變。所以，為了準(zhǔn)確地判斷SF6氣體密度值變化的原因，電氣設(shè)備中SF6氣體應(yīng)該經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償后，在溫度為20℃的條件下，通過(guò)壓力檢測(cè)，并以壓力值表示出來(lái)。

為使無(wú)線密度繼電器正常運(yùn)行，必須確保工作在額定壓力下進(jìn)行。當(dāng)作業(yè)環(huán)境的溫度發(fā)生改變時(shí)，電氣設(shè)備中SF6氣體的壓力隨之改變，這時(shí)繼電器內(nèi)部所包含的溫度補(bǔ)償單元將會(huì)對(duì)變化的壓力不斷修正，使其額定壓力示值不變，遠(yuǎn)傳部分把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變RS485差模信號(hào)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。在控制室內(nèi)即可監(jiān)測(cè)到SF6的壓力狀態(tài)。繼電器還有保護(hù)和控制功能，當(dāng)SF6氣體發(fā)生意外泄漏事故，壓力下降，到達(dá)報(bào)警閾值時(shí)，繼電器將會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，提醒監(jiān)督人員及時(shí)維護(hù);而當(dāng)事故加劇，到達(dá)閉鎖閾值時(shí)，繼電器將直接閉鎖整套系統(tǒng)，停止電氣設(shè)備運(yùn)行，為設(shè)備的安全運(yùn)行做出保障。

4 技術(shù)難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 技術(shù)難點(diǎn)。

第一，實(shí)現(xiàn)組合電器SF6氣體壓力值的實(shí)時(shí)無(wú)線遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)。使SF6氣體壓力值具備無(wú)線遠(yuǎn)傳功能，首先要做到傳感器與監(jiān)控模塊之間的無(wú)線通信，這樣才能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性及有效性。第二，針對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果搭建完善的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)在整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中起到數(shù)據(jù)匯總和轉(zhuǎn)發(fā)的作用，負(fù)責(zé)接收監(jiān)控模塊上傳的數(shù)據(jù)，也可以由客戶端直接調(diào)取數(shù)據(jù)，從而使技術(shù)人員可以方便快捷的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。第三，客戶端的搭建。建立可視化圖形、列表界面或梯形模式，還應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，例如將組合電器SF6氣體壓力值換算為年泄漏率等關(guān)鍵指標(biāo)，設(shè)置預(yù)警閾值和區(qū)間等。

4.2 創(chuàng)新點(diǎn)。

第一，實(shí)現(xiàn)壓力值監(jiān)測(cè)結(jié)果的無(wú)線遠(yuǎn)傳。目前在運(yùn)的組合電器，均通過(guò)傳統(tǒng)SF6壓力表顯示壓力值，僅能通過(guò)人工進(jìn)行抄錄，不具有SF6氣體壓力值實(shí)時(shí)信號(hào)輸出功能。第二，基于數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶平臺(tái)開發(fā)。以往人工抄錄的組合電器SF6氣體壓力值是由后臺(tái)分析人員進(jìn)行查看并分析的，這種方式效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且分析過(guò)程和結(jié)果容易出現(xiàn)紕漏，依賴工作經(jīng)驗(yàn)程度，不具有客觀性和科學(xué)性。用戶平臺(tái)則可以全面地、真實(shí)地得到監(jiān)測(cè)壓力值，不僅有助于減少手工抄錄信息的二次處理工作量，還可以減少人為錯(cuò)誤的發(fā)生，從而進(jìn)行科學(xué)地分析，最終得出科學(xué)結(jié)果。數(shù)據(jù)的透明化和可靠性還利于電器設(shè)備的規(guī)范化檢查管理，避免錯(cuò)檢、漏檢，及時(shí)有效的做出設(shè)備維護(hù)檢修方案。

5 結(jié)論

實(shí)現(xiàn)SF6氣體壓力值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及無(wú)線傳輸，可以遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)掌握組合電器SF6氣體壓力值的狀態(tài)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)評(píng)估各類感知設(shè)備的可行度及傳輸數(shù)據(jù)的精確度，并完成數(shù)據(jù)采集、處理、評(píng)估及維護(hù)，從而加速推進(jìn)無(wú)人值守，加快變電站智能化布局。

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