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SF6開關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控報警系統(tǒng)項目必要性發(fā)表時間:2021-12-21 08:20作者:約泰電力設(shè)備(上海)有限公司 一、 概述 1. 項目必要性——SF6氣體的危害性分析 SF6氣體以其優(yōu)異的絕緣和滅弧性能,在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,幾乎成了中壓、高壓和超高壓開關(guān)中所使用的**絕緣和滅弧介質(zhì)。 雖然在常態(tài)下,SF6氣體是一種無色、無味、密度比空氣重、不易與空氣混和的惰性氣體,對人體沒有毒性。但是,在高壓電弧的作用下,SF6氣體會發(fā)生部分分解,而其分解產(chǎn)物遇到水份后會產(chǎn)生一些劇毒物質(zhì),如氟化亞硫酰(SOF2)、四氟化硫(SF4)、二氟化硫(SF2)等,類似這些劇毒物質(zhì),即便是微量也能致人非命。當(dāng)使用以SF6氣體為絕緣和滅弧介質(zhì)的室內(nèi)開關(guān)在使用過程中發(fā)生泄漏時,泄漏出來的SF6氣體及其分解物會往室內(nèi)低層空間積聚,且不易散發(fā),造成局部缺氧和帶毒,對進(jìn)入室內(nèi)的檢修及巡視人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重危險。 當(dāng)前,由于SF6氣體的大量使用,其安全性已受到人們的廣泛關(guān)注。針對SF6氣體有關(guān)部門已制訂了一系列響應(yīng)的行業(yè)安全法規(guī),法規(guī)中明確規(guī)定了人員在進(jìn)入SF6配電裝置室時必須先通風(fēng)15分鐘,對空氣中的SF6濃度及氧氣含量進(jìn)行監(jiān)測,在SF6配電裝置的低位區(qū)應(yīng)安裝能報警的氧量儀和SF6氣體泄漏報警儀,YTDL-R30型SF6開關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控報警系統(tǒng),正是按照這些行業(yè)安全法規(guī)的要求而開發(fā)設(shè)計的一種智能化環(huán)境再線監(jiān)測系統(tǒng)。 2. SF6在線監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 SF6開關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下功能: l SF6氣體濃度超標(biāo)檢測 當(dāng)開關(guān)室內(nèi)SF6氣體濃度超過1000ppm時,顯示濃度超標(biāo)信息。 l 氧氣濃度檢測 輪流顯示開關(guān)室內(nèi)各氣體探頭處的氧氣濃度值。 l 缺氧報警 當(dāng)氧氣濃度低于18%時,輸出觸點報警信號,并進(jìn)行現(xiàn)場語音報警。 l SF6氣體濃度超標(biāo)(≥1000ppm)或氧氣濃度過低(≤19.6%)時,控制風(fēng)機(jī)啟動通風(fēng),直至空氣中SF6氣體、氧氣濃度恢復(fù)正常為止。 l 定時通風(fēng) 系統(tǒng)可以設(shè)定風(fēng)機(jī)每天定時啟動和停止的時間,以保證開關(guān)室每天至少通風(fēng)一次。 l 手動通風(fēng) 風(fēng)機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)時,按下手動啟動按鈕,系統(tǒng)便進(jìn)行通風(fēng),直至再次按下手動啟動按鈕停止通風(fēng)。 l 顯示風(fēng)機(jī)上次啟動和停止的時間 工作人員可以根據(jù)該信息判斷在進(jìn)入開關(guān)室前是否需要進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。 l 溫度、濕度顯示 系統(tǒng)可以測量并顯示當(dāng)前開關(guān)室內(nèi)的溫度和濕度。 l 語音功能 系統(tǒng)可以語音提示通風(fēng),并在通風(fēng)結(jié)束后播報當(dāng)前開關(guān)室內(nèi)的氧氣濃度和SF6氣體的含量狀況,以提醒工作人員是否可以安全進(jìn)入開關(guān)室。 l 紅外探測功能 系統(tǒng)可以探測到想要進(jìn)入開關(guān)室的工作人員,并且在風(fēng)機(jī)沒有工作時進(jìn)行語音提示通風(fēng),直到人員離開或者啟動風(fēng)機(jī)為止。 3. 項目特點 該項目主要有以下主要特點: l 密度、泄漏共同監(jiān)測 將SF6氣室密度和環(huán)境泄漏組合安裝,組成全方位監(jiān)測,可測得SF6開關(guān)室的年泄漏率。 l 雙氣體檢測 同時檢測SF6氣體和氧氣濃度,符合《電業(yè)安全工作規(guī)程》要求。 l 先進(jìn)的氣體傳感器 低濃度SF6氣體檢測,最低能檢測到環(huán)境中1000ppm的SF6氣體。 l 現(xiàn)場總線設(shè)計 一根電纜連接所有的變送器及主機(jī),安裝方便,調(diào)試簡單,具有很高的現(xiàn)場適應(yīng)性。 l 多點組網(wǎng)功能 最多可以64點同時監(jiān)測,滿足不同現(xiàn)場環(huán)境需要,提高檢測的可靠性。 l 遙測、謠信、遙控能力 與上位計算機(jī)連接,可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,在控制中心實現(xiàn)查詢數(shù)據(jù),控制風(fēng)機(jī)的功能。 l 長壽命設(shè)計 利用****,使傳感器間歇工作,延長傳感器的使用年限,同時滿足實時檢測要求。 l 寬電壓設(shè)計 85V~265V AC、 120V~375V DC電壓范圍,滿足不同現(xiàn)場環(huán)境的需求。 l 液晶顯示自動點/熄背照明燈 當(dāng)有人體接近時,系統(tǒng)自動點亮液晶背照明燈,在人員離開后40秒,液晶背照明燈自動熄滅。 4. 項目的可擴(kuò)充性 1) 探頭數(shù)量可以根據(jù)用戶的需要增加或者減少。 2) 對于SF6開關(guān)設(shè)備,在系統(tǒng)中連接UP908密度繼電器,可對氣室中氣體的密度進(jìn)行在線監(jiān)測。 3) 在GIS開關(guān)室中,配上BH5000系列避雷器泄漏電流變送器,可將避雷器的泄漏電流自動監(jiān)測、記錄加入到本監(jiān)控系統(tǒng)中。 4) 在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中加入變壓器室的溫度傳感器,能對變壓器室的環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控,可自動或遠(yuǎn)方啟動、停止變壓器室的排風(fēng)系統(tǒng)。 二、 產(chǎn)品選型和安裝位置分析 SF6開關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下部分組成: 1) 監(jiān)控主機(jī) 2) YTDL-R30型SF6氣體、氧氣探頭 3) YTDL-R30型溫濕度模塊 4) YTDL-R30型SF6氣體探頭 5) YTDL-R30型氧氣探頭 6) YTDL-R30型風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊 7) YTDL-R30型SF6氣體、溫濕度模塊 8) YTDL-R30型門禁探測&語音報警單元 9) 風(fēng)機(jī) 10) 安裝附件 對以上部件選型時分析如下: 1) 監(jiān)控主機(jī) 功能:一般選型時的必備部分,包括CPU主控單元、報警單元、顯示單元、風(fēng)機(jī)控制單元。液晶顯示現(xiàn)場監(jiān)測的環(huán)境數(shù)據(jù),可以定時自動排風(fēng),允許強(qiáng)制風(fēng)機(jī)排風(fēng),報警時自動啟動風(fēng)機(jī)排風(fēng),風(fēng)機(jī)自動記錄上次排風(fēng)時間。通過現(xiàn)場總線與監(jiān)控計算機(jī)相連,可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,在控制中心實現(xiàn)查詢數(shù)據(jù),控制風(fēng)機(jī)的功能。 控制:最多可以連接64只SF6氣體、氧氣或溫濕度探頭。 安裝:壁掛式安裝,一般安裝在開關(guān)室門口墻面上,高度以便于觀察顯示且便于操作為宜。 外型尺寸:31cm(寬)×44cm(高)×4.5cm(厚) 2) SF6氣體、氧氣探頭 功能:檢測SF6設(shè)備區(qū)域中SF6氣體和氧氣的含量。 安裝:安裝在開關(guān)泄漏時SF6氣體最容易聚集的地方,一般安裝在SF6開關(guān)的下方地面上。 外型尺寸:14.5cm(長)×12cm(寬)×3.6cm(高) 3) 溫濕度模塊 功能:檢測SF6設(shè)備區(qū)域中溫度和濕度。 安裝:安裝在開關(guān)室內(nèi)遠(yuǎn)離熱源和濕源且氣流比較平穩(wěn)的地方。 外型尺寸:14.5cm(長)×12cm(寬)×3.6cm(高) 4) SF6氣體探頭 功能:檢測SF6設(shè)備區(qū)域中SF6氣體的含量。 安裝:安裝在開關(guān)泄漏時SF6氣體最容易聚集的地方,一般安裝在SF6開關(guān)的下方地面上。 外型尺寸:14.5cm(長)×12cm(寬)×3.6cm(高) 5) 氧氣探頭 功能:檢測SF6設(shè)備區(qū)域中氧氣的含量。 安裝:安裝在開關(guān)泄漏時SF6氣體最容易聚集的地方,一般安裝在SF6開關(guān)的下方地面上。 外型尺寸:14.5cm(長)×12cm(寬)×3.6cm(高) 6) 風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊 功能:接受主機(jī)的風(fēng)機(jī)控制信號,控制風(fēng)機(jī)啟動、停止。 安裝:一般安裝在風(fēng)機(jī)附近的集中控制處。 外型尺寸:14.5cm(長)×12cm(寬)×3.6cm(高) 7) SF6氣體、溫濕度模塊 功能:檢測SF6設(shè)備區(qū)域中SF6氣體的含量、溫度和濕度。 安裝:安裝在開關(guān)室內(nèi)離地面2米以上位置,遠(yuǎn)離熱源和濕源且氣流比較平穩(wěn)的地方。 外型尺寸:14.5cm(長)×12cm(寬)×3.6cm(高) 8) 門禁探測&語音報警單元 功能:探測是否有工作人員要進(jìn)入開關(guān)室。 接受主機(jī)的語音信號,發(fā)出語音提示。 安裝:安裝在開關(guān)室門的附近,或者其它適合需要人體探測的地方,使人體接近開關(guān)室門口約1米距離時發(fā)出信號給主機(jī),主機(jī)則會自動開啟語音提示系統(tǒng),告知安全規(guī)程及室內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測結(jié)果。 外型尺寸:18cm(長)×11.8cm(寬)×4.2cm(高) 9) 風(fēng)機(jī) 一般利用開關(guān)室原有的風(fēng)機(jī)。 10) 安裝附件 包括各種系統(tǒng)連接線。 三、 系統(tǒng)工作原理 多年來,國內(nèi)外對檢測SF6氣體泄漏進(jìn)行了許多研究。國外目前使用的SF6氣體泄漏檢測技術(shù)主要有三類: 1. 利用SF6氣體具有強(qiáng)烈吸收作用的特性,如美國LIS公司的Gas Vue TG-30紅外激光成像SF6氣體泄漏定位系統(tǒng),它主要用于設(shè)備的檢漏,除結(jié)構(gòu)復(fù)雜外,價格十分昂貴,不適用于環(huán)境檢測。 2. 利用聲波在SF6氣體中傳播的速度比在大氣中慢的特點進(jìn)行檢測,如德國DILO公司的YTDL-R30型SF6氣體報警儀。它能檢測環(huán)境中SF6氣體含量大于2%體積百分比的濃度,可以通過擴(kuò)展器連接最多達(dá)6個點的監(jiān)控系統(tǒng)。但其主要缺點是檢測下限太低,2%的SF6氣體濃度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了理論上SF6氣體對人的安全上限1000ppm。另一方面,它的檢測點數(shù)太少,不能滿足較寬闊空間的需要。 3. 利用SF6氣體的高度絕緣特性,采用高壓電暈放電技術(shù)制成的氣體檢漏儀,如德國約泰電力公司的YTDL-D20 SF6氣體報警儀和美國TIF公司的TIF5650A/TIF5750A SF6氣體定性檢漏儀,能定性地檢測出環(huán)境中SF6氣體泄漏,但該儀器在使用前必須在無SF6氣體的清潔空氣中標(biāo)定,否則即使在高濃度的SF6氣體環(huán)境中也不會報警。這類儀器不適用于進(jìn)行長時間連續(xù)的實時監(jiān)測。 但是國外的儀器設(shè)備均不能滿足我國對微量SF6氣體濃度和氧氣濃度進(jìn)行多點實時在線監(jiān)測的要求。本公司吸收國外對SF6氣體傳感檢測的先進(jìn)技術(shù),根據(jù)國內(nèi)電力部門安全要求,研制了以單片機(jī)為核心,并具有SF6氣體濃度和氧氣濃度實時在線監(jiān)控功能的系統(tǒng)——YTDL-R30 SF6開關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)。 整個系統(tǒng)由一臺主機(jī)、一只溫濕度模塊和若干只氣體探頭(具體數(shù)量根據(jù)實際使用開關(guān)室的開關(guān)數(shù)量和空間大小而定)組成。氣體探頭安裝在SF6開關(guān)的下方,用以在線實時檢測SF6開關(guān)下方的氧氣濃度和SF6氣體濃度。主機(jī)具有人體探測、語音提示和語音報警等功能。主機(jī)通過RS-485總線輪詢、顯示各氣體探頭的氣體濃度數(shù)據(jù)并在危險時給出語音報警信息和控制風(fēng)機(jī)工作。主機(jī)還可以通過RS-485總線實現(xiàn)與上位計算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)參數(shù)修改,組成計算機(jī)對SF6開關(guān)室環(huán)境在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。 四、 基本操作指南 正常監(jiān)控狀態(tài)下,按下“確認(rèn)”鍵將進(jìn)行用戶功能設(shè)置與系統(tǒng)功能設(shè)置菜單選擇。 注:按“▲”或“▼”鍵來調(diào)整數(shù)字的大小或者選擇菜單和菜單選項; 按確認(rèn)鍵進(jìn)入下一級子菜單或完成該選項的設(shè)置并進(jìn)入下一選項的設(shè)置; 按取消鍵來取消設(shè)置或進(jìn)入上一級菜單或退出菜單設(shè)置狀態(tài)。 □ 用戶功能設(shè)置菜單用來修改、設(shè)定一些用戶參數(shù): 1. 語音功能設(shè)定 選項①使用語音功能 ②禁止語音功能 用以設(shè)定系統(tǒng)是否使用語音提示和報警等語音功能。 2. 系統(tǒng)時鐘設(shè)定 用以校正系統(tǒng)時鐘。 3. 啟動時間設(shè)定 用以設(shè)定每天風(fēng)機(jī)定時啟動的時間。 4. 停止時間設(shè)定 用以設(shè)定每天風(fēng)機(jī)定時停止的時間。 5. 啟動溫度設(shè)定 用以設(shè)定風(fēng)機(jī)啟動的溫度。 注:若溫度探頭數(shù)設(shè)定為1,此子菜單不存在。 □ 系統(tǒng)功能設(shè)置菜單用來修改、設(shè)定一些系統(tǒng)調(diào)試參數(shù): 注:必須輸入口令才能進(jìn)入系統(tǒng)功能設(shè)置,因此非特許,用戶不得進(jìn)行系統(tǒng)功能設(shè)置。 1. SF6探頭自校正 用以校正氣體探頭。 2. 主機(jī)地址設(shè)定 用以設(shè)定YTDL-R30子系統(tǒng)相對于上級計算機(jī)系統(tǒng)的地址。 3. 氣體探頭數(shù)量設(shè)定 用以設(shè)定YTDL-R30系統(tǒng)所掛氣體探頭的數(shù)量。 4.氣體探頭編號設(shè)定 系統(tǒng)調(diào)試時用以設(shè)定各氣體探頭的地址編號。 注:設(shè)定某一探頭時,需要將其它探頭從通訊總線上脫下,若地址設(shè)定成功則主機(jī)上顯示“成功”信息;若地址設(shè)定不成功,則主機(jī)上顯示“失敗”信息,需要重新設(shè)定地址編號或者檢查線路狀況。 5.探頭數(shù)量設(shè)定 用以設(shè)定YTDL-R30系統(tǒng)所掛溫(濕)度探頭的數(shù)量。 |