JC-MD/3型

SF₆氣體氣體密度/微水在線監(jiān)測系統(tǒng)

1.前言：

近年來，由于SF₆氣體緣強度高、滅弧特性好，已成為當今高壓電氣設(shè)備的緣滅弧介質(zhì)。不但減小了組合電器（GIS）設(shè)備的體積，而且還增加了開斷能力。維護工作量少等優(yōu)點，因此在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的運用。當氣體的壓力約0.3MPa時，SF₆氣體的性能相當于緣油的緣性能和滅弧性能。盡管SF₆氣體具有良好的滅弧性能和緣性能，但是這兩種性能均與密度及微水有著密切關(guān)系，當組合電器（GIS）設(shè)備中的SF₆氣體密度下降、濕度上升，則將會產(chǎn)生其嚴重的后果，組合電器GIS）設(shè)備耐壓強度降低，開斷容量下降。為保障組合電器（GIS）設(shè)備運行，須對SF₆氣體的密度及微水進行嚴格監(jiān)測。目前監(jiān)測SF₆氣體采用機械式SF₆氣體密度繼電器實現(xiàn)在線監(jiān)測，裝有SF₆氣體密度繼電器后，導則規(guī)定每天須抄表，除記錄氣體壓力外，還應記錄氣體溫度、時間及查表計算密度等參數(shù)。這些方法都須依靠大量人力來完成，而且有的局限性，難免疏忽大意，在人工巡查還有一個時效性差的弊端，往往不能及時發(fā)現(xiàn)隱患。如不及時發(fā)現(xiàn)，就成為事故的苗頭和隱患，要及時掌握組合電器GIS）設(shè)備中的SF₆密度及微水運行狀態(tài)，須采用一種“在線、實時、遠傳、集中、智能、”的監(jiān)測方式。但目前常用的SF₆氣體密度繼電器不能實現(xiàn)分級報警及數(shù)據(jù)的傳輸和集中管理。隨著高壓設(shè)備狀態(tài)檢修工作的展開，建立一套實時監(jiān)測變電設(shè)備運行狀態(tài)的系統(tǒng)，為變電設(shè)備狀態(tài)評價、風險分析、故障診斷、檢修策略決策提供技術(shù)支撐是十分要的。公司和南方公司根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，制定了相應的部署策略，對監(jiān)測系統(tǒng)采用的監(jiān)測裝置也提出了明確的技術(shù)要求。為適應公司和南方公司的部署要求，我公司聯(lián)合多座高校的、，在多年從事高壓設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測的實踐經(jīng)驗上，開發(fā)了具有國內(nèi)水平的JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線監(jiān)測系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)概述：

JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱本系統(tǒng)），是一套針對110kV以上電壓等級的組合電氣（GIS）設(shè)備，適應于監(jiān)測運行中的組合電氣（GIS）設(shè)備氣室內(nèi)SF₆氣體密度及微水實時檢測需要而研發(fā)的高科技產(chǎn)品。本監(jiān)測系統(tǒng)可自成系統(tǒng)也可和智能變電站系統(tǒng)一體化設(shè)計，通過以太網(wǎng)把監(jiān)測數(shù)送一體化信息平臺。用戶利用局域網(wǎng)可獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果。可把若干個變電站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集到上層的數(shù)據(jù)管理診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)對多座變電站內(nèi)SF₆氣體密度及微水在線監(jiān)測系統(tǒng)進行集中監(jiān)測監(jiān)控管理。監(jiān)測中心的后臺管理系統(tǒng)、通過B／S模式網(wǎng)絡(luò)共享，相關(guān)人員可通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的查看分析。若某組出設(shè)定報警閥值，則自動聲光報警，自動彈出該組的信息，進入預警，使運行人員及時掌握并提前處理事故隱患，保障電力供電。

2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)：

監(jiān)測系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)、就地測量、數(shù)字傳輸、集中管理、在被監(jiān)測點安裝本監(jiān)測系統(tǒng)的就地測量單元（密度變送器、微水變送器）和安裝在控制室內(nèi)的集控采集單元（集控IED）等組成，采用現(xiàn)場總線控制技術(shù)。其結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。

2.1.1就地測量單元：（過程層）

密度、微水變送器

密度、微水變送器由壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器以及單片機控制電路等組成，采用的微處理器技術(shù)以及的氣體溫度補償測試技術(shù)進行線性化處理。將氣體壓力和氣體溫度及濕度間的關(guān)系數(shù)學模型進行運算讀取氣體密度壓力及微水、，使壓力指示值的讀數(shù)無論自然環(huán)境中的溫度如何變化，指示結(jié)果是20℃時的標準壓力值，克服溫度發(fā)生變化時壓力也隨之變化，能正確地反映出漏氣還是由溫度變化所引起壓力值的變化。同時檢測氣腔內(nèi)微水量的體積比及，并將測量結(jié)果采用總線方式進行數(shù)字傳輸、做到準確及時掌握運行設(shè)備的狀況。

密度、微水變送器安裝在被監(jiān)測設(shè)備的運行現(xiàn)場，種類及數(shù)量可根據(jù)監(jiān)測要求確定。目前可提供的就地測量單元可對110kV以上電壓等級的組合電氣（GIS）設(shè)備實時監(jiān)測SF₆氣體密度壓力及微水、、氣體溫度等狀態(tài)參數(shù)進行監(jiān)測。并以總線通訊方式，通過一根的雙絞電纜把監(jiān)測數(shù)據(jù)以數(shù)字形式傳送到集控采集單元（集控IED）。每測點安裝一只；

2.1.2集控采集單元：（間隔層）

集控IED

采用的電子技術(shù)，包括通信單元、CPU主控單元、液晶顯示單元、鍵盤操作單元等，能準確無誤地接收來自各變送器的數(shù)據(jù)進行整理，并對各變送器進行管理、調(diào)配，判斷現(xiàn)場數(shù)據(jù)是否出設(shè)定報警閥值，出則進行報警輸出，液晶顯示現(xiàn)場參數(shù)、報警歷史數(shù)據(jù)、上次報警時間，并可通過鍵盤、液晶聯(lián)合作業(yè)進行時間設(shè)置、報警閥值設(shè)置等，操作界面簡單、友好，方便工作人員操作。每一座變電站可選用其中一種機型安裝在控制室內(nèi)電柜內(nèi)。每臺集控IED提供的通訊總線上多可掛載128密度、微水變送器。集控IED能夠通過總線控制各個密度、微水變送器的工作狀態(tài)，讀取測量數(shù)據(jù)及異常信息，獲得反映設(shè)備氣室內(nèi)狀態(tài)的特征參量按照下列方式保存各個設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，接受一體化信息平臺的訪問。

①近1小時內(nèi)的12組數(shù)據(jù)（每5分鐘形成一組新的監(jiān)測數(shù)據(jù)）；

②近1周內(nèi)的168組數(shù)據(jù)（每小時形成一組新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)）；

③近1年內(nèi)的360組數(shù)據(jù)（每天形成一組新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)）。

3.系統(tǒng)特點：

SF₆氣體密度/微水在線監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)和制造依據(jù)《電氣設(shè)備性試驗規(guī)程》、《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》的電氣指標進行設(shè)計，具有以下特點：

3.1.本系統(tǒng)具有高的性和性，可以安裝到每個SF₆密度、微水檢測點進行實時檢測。

3.2.本系統(tǒng)無須運行人員每日到現(xiàn)場進行煩瑣的抄錄組合電氣（GIS）設(shè)備中SF₆氣體密度及微水的狀況，實現(xiàn)了集中管理。

3.3.本系統(tǒng)的微水檢測應用帶壓式測量，實現(xiàn)全封密的取樣方式，性。

3.4.本系統(tǒng)的壓力、溫度、濕度傳感器組合在同一檢測腔內(nèi)同一個環(huán)境中進行檢測，減少測量誤差，測量；。

3.5.本系統(tǒng)的密度、微水變送器巧妙地連接在補氣口，無需增加管路，減少泄氣率。

3.6.本系統(tǒng)采用的微處理器技術(shù)以及的瞬態(tài)參數(shù)測試技術(shù)進行線性化處理與計算。

3.7.本系統(tǒng)為多級閥值設(shè)置及閉鎖功能，可由用戶在報警范圍內(nèi)任選值設(shè)置。

3.8.本系統(tǒng)在突然失電時能保存失電前的各項參數(shù)，失電不失數(shù)據(jù)。

3.9.本系統(tǒng)應用信息化集成和全數(shù)字通信新技術(shù)手段，實現(xiàn)在線實時遠傳功能，而且還具有向監(jiān)控中心的PC機提供遠程通信接口，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。

3.10.本系統(tǒng)對干擾問題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設(shè)計上分別采用了多種的干擾處理方法，了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，以及測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，能滿足在變電站中強電磁場干擾環(huán)境下正常使用的要求

4.主要技術(shù)指標：

◇ 密度測量范圍：0～1.0Mpa、測量：&plun;2.0﹪F.S.

◇ 微水測量范圍：10～2000 ppmv（μL/L）、測量：&plun;2％F.S.

◇ 溫度測量范圍：-50～120℃、測量：&plun;0.5℃

◇ 濕度測量范圍：-80～＋20℃測量：&plun;3℃

◇ 密度報警門限：根據(jù)用戶要求設(shè)置

◇ 微水報警門限： 300 ppmv（μL/L）

◇ 回   差：0.003Mpa

◇采樣頻率：每秒檢測，

◇ 通信接口：RS－485

◇ 通信協(xié)議：Modbus

◇ 工作電源： 集控IED為AC220V，密度、微水變送器為DC/24V供電。

◇ 適用系統(tǒng)：10kV以上～700kV以下；

◇ 適用環(huán)境： 戶內(nèi)、溫度－40℃～85℃，海拔高度：≤2000m：（戶外需處理）

◇ 緣強度：2kV／1min

◇ 振動性能：200m／s²

◇ 沖擊性能：500m／s²

◇ 護等級： 戶內(nèi)機IP31，戶外機IP55

◇ 密封性能： ≤1.0×10^-9Pa.m³/s

◇ 電磁兼容特性：滿足Q/GDW 535-2010變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置通用技術(shù)規(guī)范要求

5.后臺管理平臺：

主要由硬件平臺和軟件平臺兩個部分組成，硬件平臺包括服務(wù)器、顯示器及網(wǎng)絡(luò)交換機等。后臺中心管理軟件基于Windows平臺，又分為監(jiān)測分析和數(shù)據(jù)管理兩個部分，其中系統(tǒng)監(jiān)測和分析部分采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)進行設(shè)計，軟件結(jié)構(gòu)簡單、界面友好。

5.1.硬件平臺簡介：

服務(wù)器是整個系統(tǒng)的，基本任務(wù)是數(shù)據(jù)的維護和數(shù)據(jù)的處理；客戶機負責提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動圖等。

5.2.軟件平臺簡介：

系統(tǒng)配置對整個監(jiān)測管理系統(tǒng)進行選配，選定需監(jiān)測的項目，即子系統(tǒng)的組合；采集系統(tǒng)主要功能在于實時采集集控采集單元的數(shù)據(jù)、包括模擬量、開關(guān)量、狀態(tài)量、控制量等。列表系統(tǒng)負責將子系統(tǒng)數(shù)據(jù)整理成表格的形式，包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，可與打印機聯(lián)機進行匯編打?。唤M態(tài)系統(tǒng)包括當?shù)氐貓D、主接線、設(shè)備工況、實時檢測數(shù)據(jù)曲線與歷史數(shù)據(jù)曲線等界面，直觀的描述現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)及高壓設(shè)備運行狀態(tài)。

5.3.數(shù)據(jù)庫管理及診斷軟件

監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理及診斷軟件主要包括如下幾個功能模塊，可以在任何一臺安裝了Windows NT系統(tǒng)的計算機上運行。

5.3.1.數(shù)據(jù)庫模塊：

數(shù)據(jù)庫是一個建立在Microsoft SQL Server上的大型數(shù)據(jù)庫，應用程序可通過SQL命令來訪問數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。管理軟件的數(shù)據(jù)都是以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放在數(shù)據(jù)庫之中。

5.3.2.數(shù)據(jù)遠程收集模塊：

數(shù)據(jù)遠程收集模塊通常是一個后臺運行程序，其基本功能是通過局域網(wǎng)定時從各個變電站的集控采集單元中讀取監(jiān)測數(shù)據(jù)，并登錄在數(shù)據(jù)庫中。此外，該模塊還提供IE瀏覽器訪問功能，用戶可通過普通的撥號上網(wǎng)方式訪問監(jiān)測系統(tǒng)。

5.3.3.數(shù)據(jù)查詢分析模塊：

數(shù)據(jù)查詢分析模塊可為操作人員提供友好的圖形操作界面，能夠在變電站電氣接線圖中反映出被監(jiān)測設(shè)備的分布情況和監(jiān)測參數(shù)的異常情況，提供各種比例尺度的曲線及表格。利用提供的曲線圖譜可地反映出狀態(tài)參數(shù)的變化趨勢，并可通過表格形式查詢出的監(jiān)測結(jié)果。

5.3.4.診斷系統(tǒng)模塊：

目前的監(jiān)測系統(tǒng)提供了一個相對簡單的數(shù)據(jù)診斷模塊，它是通過對同類型設(shè)備或同相設(shè)備緣參數(shù)變化趨勢的比較，篩選出緣異常的電氣設(shè)備，輸出包括狀態(tài)參數(shù)變化趨勢圖在內(nèi)的相關(guān)信息，供管理人員作出分析和判斷，通常不需要人工干擾。此外，監(jiān)測系統(tǒng)的上層軟件為設(shè)計系統(tǒng)的人員提供了訪問數(shù)據(jù)庫和顯示結(jié)果（包括特征量、曲線、表格等）的工具，人員可利用這些接口開發(fā)出更為完善的診斷方法，如果能夠和現(xiàn)有的性數(shù)據(jù)管理軟件結(jié)合起來，則將形成更為的診斷結(jié)果。

6.注意事項：

㈠JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線監(jiān)測系統(tǒng)進行操作前，請仔細閱讀系統(tǒng)操作說明書，并嚴格按照說明書進行操作。

㈡JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)安裝后經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試才可投入使用，一旦投入使用請勿擅自拆卸任一設(shè)備，由此造成系統(tǒng)不能正常工作不屬“三包”之列。

㈢ 用戶在遵守規(guī)定條件下使用，自發(fā)貨之日起一年內(nèi)，如因制造質(zhì)量不良而不能使用，本公司負責“三包”。本公司售出產(chǎn)品維護

7.售后服務(wù)：

用戶提供下列兩組數(shù)據(jù)之一，由公司方案設(shè)計工程師為您確定解決方案。

A、檢測點數(shù)，集控IED近的檢測點的距離，各檢測點之間的距離。

B、現(xiàn)場的平面布置圖（標明各檢測點之間的尺寸）

8設(shè)備現(xiàn)場安裝圖：

聯(lián)系方式：   

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