电力检修|高压设备中SF6密度的在线监测

安防之家讯：本文主要介绍了ＳＦ６密度监测的发展，在线监测系统的组成，应用方案及对实现真正的变配电无人值守的积极作用。关键词：数字式；机械式；在线；密度；远传；智能化SF6监测技术的发展ＳＦ６气体具有绝缘强度高、灭弧性能好等特点，是目前高压设备首选绝缘介质，充SF6气体的设备逐步取代原来的充油、抽真空设备，目前主要应用在ＳＦ６高压断路器，ＧＩＳ，ＳＦ６互感器，ＳＦ６变压器上。在通常情况下，SF6设备绝缘程度是否满足相应电压等级的绝缘要求，主要是衡量两个参数，一是SF6气体密度，第二是SF6气体微水含量，这两个参量直接决定了设备是否能安全运行，这里我们主要介绍SF6气体密度的监控。现在对密度的监测是通过等效压力来实现的，具体的说就是将气室内的压力，进行温度补偿后，换算成20℃的等效压力，通过监测等效压力来判断是否发生泄漏，以及泄漏到什么程度。SF6的压力、温度、密度之间无固定的补偿关系，补偿曲线根据密度的不同而不同，因此温度补偿技术的完善程度直接决定了补偿结果是否正确，监测结果是否真正符合客观事实。现在世界经济飞速发展，人们对电力的依赖性越来越高，停电对于一个城市、一个国家来讲损失不可估量，美国一次大停电，每天损失超过300亿美元，因此人们对电力设施安全稳定运行要求越来越高，随着SF6设备的大面积推广应用，成为变配电设备的主要设备，其安全运行问题备受关注。SF6压力监测技术也经历了从压力表、机械指针式密度继电器、SF6密度变送器、到智能数字式SF6密度继电器的发展阶段。各阶段产品的比较：压力表：测量气室内实际压力，通过指针显示出来，其优点主要是价格低廉，而其无法克服的缺陷决定了其应用范围将越来越小，压力表单纯显示实际压力，不具有温度补偿功能，没有报警及闭锁节点信号输出，更别说数据远传功能，其不符合现代电网对建设智能化、自动化变配电设施的社会发展规律，目前仅在一些技术含量极地、安全性要求极低的一些SF6断路器上使用。采用压力表作为压力监测的SF6断路器厂商也往往是一些没有技术更新能力，规模和实力都很小的作坊式企业。另外，采用压力表作为监测装置，需要安排专人巡视，前期看投资稍低，但是后续的人力成本将是非常高昂的。机械指针式密度继电器：机械指针式密度继电器，相对于压力表来说，是技术上的一次很大地进步，他具有温度补偿功能，同时可以输出现场补气报警和闭锁节点信号，在SF6设备发展史上写下了辉煌的一页。计算机技术、电子技术、软件技术的发展使无人值守变配电站的建设成为了可能，智能化变配电站成为电力系统建设的发展趋势，机械式密度继电器以其不可跨越的技术鸿沟，正逐渐淡出历史舞台。机械式密度继电器，结构复杂，加工难度大，密封难度大，因为前文我们提到的，SF6温度补偿曲线因密度不同而不同，因此针对不同的压力等级，需要将机械式密度继电器分级分档，在实际使用中需要储备大量的备品，也容易导致取用时出现差错。产品精度受材料特性、应力、疲劳、磨损等因素影响。安装位置受限制，如需要安装在便于观察的位置而增加管路，又导致补偿不准且增加漏气几率。机械式密度继电器输出补气报警和闭锁继电器节点信号，即使通过技术手段可以实现远传，但其传输的信号限于泄漏程度达到或超过危险限度时的报警，无法实现泄漏预测和事故预防。如需要明确知道现场的读数，需要专人到现场读取指针数据，无法实现遥测，且增加人力成本和工作量。SF6密度变送器：所谓的SF6密度变送器，其实并不能真正输出密度信号，而是在仪表内安装了压力传感器和温度传感器，将这两个传感器采集的信号分别转换成4-20mA标准电流信号输出，仪表本身不具备温度补偿、数据处理、远传通讯等功能，需要接入现场可编程控制器内才能工作，它只是SF6设备密度监测由机械式向在线智能化方向发展的初步尝试，其现场组网困难，实际可应用性不高。另外，它也无法独立工作，一旦网络出现故障，或控制器故障，将导致监测完全实效，隐患很大。智能数字在线SF6密度继电器：虽然延续了密度继电器的叫法，但是发展到数字在线阶段，它已经不是单纯的继电器功能，由于数字技术的应用，智能化、在线化成为了它主要的亮点。大连三益电气有限公司顺应社会发展规律，独家引进UAS3EELECTRIC技术，借助原有的强大的研发、生产能力，面向市场推出了数字式SF6密度继电器。该产品突破了温度补偿曲线非线性、不统一的技术瓶颈，建立了完整的数学模型，真正实现了监测数据的连续性，以及在任意密度下的压力温度补偿数据的准确性，是一款真正可以商业化的智能数字式SF6密度继电器。数字技术的应用使SF6气体状态的监测数据远传变得非常简单，在兼顾远传的同时，它还具备现场显示、现场节点输出等功能，其特点可以通过以下几点概括：1、完整的数学模型，保证补偿精度及数据准确性。2、现场高亮度数码管显示温度、实际压力、20℃补偿压力，便于现场察看数据。3、现场两组继电器信号输出，方便接驳为原来的机械式SF6密度继电器准备的补气报警接口和闭锁信号接口。4、智能仪表，可自成系统，支持离线工作，即使出现网络故障也可继续监测，安全可靠。5、4-20mA电流信号输出，方便接入现场可编程控制器。6、RS-485总线接口，与上位机通讯用，系统扩展方便，现场施工布线方便，轻松实现遥测、遥控功能。上位机通过总线对任一仪表下达参数设置命令、校正命令及数据提取命令。7、CAN总线接口，按照国家相关标准要求，预留现场总线接口，可以和具备条件的现场总线设备连接，实现统一管理，减少重复建设。该接口可以实现RS-485接口所有的通讯功能。8、配置现场控制器或PC中心实现对现场数字式SF6密度继电器的控制及数据采集。采集的数据自动生成曲线图形，直观反映温度、压力、密度的变化趋势，轻松实现泄漏预测及事故预防，不必非要等到泄漏到危险值才采取补气措施，同时，对于突发漏气事故也能及时准确获取信息，从而及时启动应急措施，避免事故扩大，有效保障站点安全可靠运行。实时的数据采集也为统计工作和安排检修计划提供了可靠的数据基础。SF6密度在线监测系统的组成根据现场情况和建设要求，一般在线SF6密度监测系统有两种组网方式：（一）现场RTU主控结构这种网络组成结构主要由TEI-200RTU、TED-100数字式SF6密度继电器、现场执行机构、电力管理中心组成，其组成图如图一：图一该系统具有多路总线结构，可以方便实现系统扩展，根据现场要求可以接入微水、变电室SF6气体、氧气浓度监测，并提供现场联动输出。现场的RTU具有数据存储、报警信息存储、通讯、参数设定、SF6密度继电器校正、现场打印、声光报警、联动输出等功能，根据现场通讯网络的型式，可以选择光纤接入、CDMA、GPRS、电话线接入等方式与电力中心实时或定时通讯，电力中心也可以通过软件对现场设备参数进行设定。该系统的各部分互相联系又各自独立，在接入网路出现故障时RTU可以完成全部监测控制功能，并能记录监测数据，接入网络恢复后，再上传数据，保证数据不丢失。现场总线出现故障时TED-100数字式SF6密度继电器可以单独工作，实时显示温度、实际压力和补偿压力，并在达到报警门限后输出相应继电器节点信号。这种网络构成方式安全可靠，可以完全实现现场无人值守，而且扩展性好、集成度高，使用起来也非常方便。（二）直接微机接入型这种组网方式现场没有RTU，直接由TED-100数字式SF6密度继电器和中心PC机组成，如果在变配电房现场有值班室，可以采用图二接入方式，其主旨是用一台PC代理接入方式一中的RTU。图二这种接入方式对PC机的稳定性要求很高，现场PC机可以部分代替方式一中RTU，但其功能达不到RTU的效果。因为TED-100数字式SF6密度继电器高可靠性的独立工作能力，即使现场PC出现故障，TED-100数字式SF6密度继电器仍能独立完成监测工作。如果现场没有值班室，也可以直接通过光纤将总线延伸到管理中心的PC机上，实现集中控制。如图三所示：图三这种组网方式，现场完全没有控制设备，所有的控制和数据采集完全靠管理中心来实现，简化了现场设备，但这种组网方式现场扩展能力比较低，无法接入微水、现场环境监测等设备。如果接入网络出现故障，数据会丢失，但是因为现场密度继电器的独立工作能力高，仍可很好完成密度监测工作，保证SF6设备安全运行。随着经济的发展，技术的进步，智能化、自动化已经成为不可逆转的潮流，它独有的泄漏趋势监测及事故预防功能对电力设施的安全稳定运行具有重要意义，同时也使数字式SF6密度继电器成为SF6高压设备密度监测的新宠。欲了解更多详细信息请到:http://sanyidianqi.b2b.hc360.com/安防之家专注于各种家居的安防,监控,防盗,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务，敬请登陆安防之家：http://anfang.jc68.com/