基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的SF6 氣體密度在線監(jiān)測系統(tǒng)，無線遠(yuǎn)傳密度繼電器

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的SF6 氣體密度在線監(jiān)測系統(tǒng)

**章前言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國電力系統(tǒng)容量急劇擴(kuò)大，SF6 電氣設(shè)備用量越來越多。SF6 電氣設(shè)備已廣泛應(yīng)用在電力部門、工礦企業(yè)，促進(jìn)了電力行業(yè)的快速發(fā)展。為了保證SF6 電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)連續(xù)可靠運(yùn)行能力，對其性能實(shí)現(xiàn)在線狀態(tài)檢測、監(jiān)測與故障預(yù)測，成為SF6 電氣設(shè)備應(yīng)用中重要研究方向。

SF6 氣體在高壓電氣開關(guān)設(shè)備中的作用是滅弧和絕緣，SF6 電氣設(shè)備內(nèi)SF6 氣體的狀態(tài)如果超標(biāo)將嚴(yán)重影響SF6 電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。目前SF6 普遍采用離線測量含量、電子密度計測量SF6 氣體的密度，這些離線操作過程需要斷電、放氣、補(bǔ)氣的過程，操作麻煩且不安全，同時SF6 開關(guān)設(shè)備內(nèi)運(yùn)行中的SF6 氣體有毒分解物對操作人員身體健康有很大威脅，排出氣體的回收、排放都需要較大的設(shè)備投入及人力、物力的投入。隨著無人值守變電站向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化方向發(fā)展以及對遙控、遙測的要求，對SF6 電氣設(shè)備密度含量狀態(tài)的在線遠(yuǎn)程監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

第二章系統(tǒng)方案

DL/T5149《220kV～500kV 變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

Q/GDW 394《330kV～750kV 智能變電站設(shè)計規(guī)范》

Q/GDW 383《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》

Q/GDW 396《IEC61850 工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型》Q/GDW Z410《高壓設(shè)備智能化技術(shù)導(dǎo)則》GB2423《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》

GB/T 2423.1《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn)A:低溫》GB/T 2423.2《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn) B:高溫》

GB/T 2423.9《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn) C:設(shè)備用恒定濕熱》GB/T2423.22《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第 2 部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn)N:溫度變化》

GB/T 4365《電磁兼容術(shù)語》

GB/T 17626.1《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)抗擾度試驗(yàn)總論》

GB/T 17626.2《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.3《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)》GB/T 17626.4《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》GB/T 17626.5《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)沖擊(浪涌)抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.6《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》

GB/T 17626.8《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗(yàn)》GB/T 17626.9《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)脈沖磁場抗擾度試驗(yàn)》GB/T 17626.10《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)阻尼振蕩磁場抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.11《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.12《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)振蕩波抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 13384《機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)要求》

GB 4208《外殼防護(hù)等級（IP 代碼）》

GB 191《包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志》

《輸變電設(shè)備風(fēng)險評估導(dǎo)則》

《SF6 高壓斷路器狀態(tài)評價導(dǎo)則》

《SF6 高壓斷路器狀態(tài)檢修導(dǎo)則》

《高壓開關(guān)設(shè)備/GIS 設(shè)備智能化技術(shù)條件(試行)》

SF6氣體密度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖，整個系統(tǒng)由二部分組成

（1）安裝在現(xiàn)場的無線型SF6 遠(yuǎn)傳密度繼電器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳SF6 密度繼電器的數(shù)據(jù)采集和無線上傳；

（2）部署在控制室的屏柜，包含管理軟件、通訊軟件以及無線通訊。

SF6 遠(yuǎn)傳密度繼電器：安裝于GIS 的三通閥上，實(shí)時監(jiān)測SF6 氣體密度，并通過無線的傳輸方式將數(shù)據(jù)實(shí)時上傳，一般通過RS485 方式提供信號（其他通訊方式也可定制），通過無線LORA 方式和控制室采集屏柜中的帶LORA 的通訊模塊進(jìn)行連接；

SF6 采集屏柜：部署于控制室內(nèi)，通過LORA 無線通訊實(shí)現(xiàn)對站內(nèi)現(xiàn)場采集單元的數(shù)據(jù)采集，通過上位機(jī)管理軟件實(shí)現(xiàn)所有SF6 密度表數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示、報警、歷史數(shù)據(jù)查詢、匯總、導(dǎo)出等功能，同時通過Modbus 或者RJ45 和站內(nèi)的IED 設(shè)備實(shí)現(xiàn)通訊，集成到需要監(jiān)控的系統(tǒng)中。

帶遠(yuǎn)傳功能的SF6密度繼電器直接通過無線LORA 網(wǎng)絡(luò)，將采集的SF6 密度繼電器數(shù)據(jù)上傳到主控單元。主控單元對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、顯示和處理；當(dāng)高壓電氣設(shè)備SF6 氣體發(fā)生泄漏時，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器能立即指示出漏氣引起的壓力或密度變化情況，并給出預(yù)警信號，提示維護(hù)人員進(jìn)行系統(tǒng)檢修。在主處理器單元上存儲的SF6 密度歷史測量數(shù)據(jù)可供工作人員及遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)查詢。

正常運(yùn)行時，系統(tǒng)可隨時在線監(jiān)測、記錄GIS 的狀態(tài)，并利用診斷系統(tǒng)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。當(dāng)GIS 出現(xiàn)異常時，該系統(tǒng)快速采集、處理故障數(shù)據(jù)，同時完成在線計算、存儲、統(tǒng)計、報警、分析報表和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。

1) 在線監(jiān)測SF6高壓設(shè)備中SF6氣體的密度值

2) SF6高壓開關(guān)中SF6氣體泄漏報警、閉鎖功能，

3) 現(xiàn)場密度繼電器將監(jiān)測單元實(shí)時的SF6氣體密度數(shù)據(jù)匯總采集，同時將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過LORA無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時上傳至監(jiān)控中心。

4) 系統(tǒng)可配置IED裝置，將采集的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為IEC61850規(guī)約

5) 系統(tǒng)可按設(shè)定時間頻率采樣存儲數(shù)據(jù)（可存儲10年以上）

6) 系統(tǒng)自動繪制SF6氣體密度的趨勢圖

1) 實(shí)現(xiàn)對各氣室的SF6氣體密度在線監(jiān)測功能

2) 省去了常規(guī)方案中還需加裝現(xiàn)場監(jiān)測單元，省時省力省空間；

3) 采用無源無線方式，加裝非常方便；數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心通過無線LORA通訊，部署方便、快捷；

4) 系統(tǒng)可配置IED裝置，將采集的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為IEC61850規(guī)約

5) 防水，防塵，抗干擾設(shè)計

2.7 使用環(huán)境條件

1) 周圍空氣溫度：最高溫度：85℃ 最低溫度：-40℃

4) 海拔高度：不限制

第三章系統(tǒng)產(chǎn)品介紹

安裝在現(xiàn)場的無源無線型SF6 密度繼電器，帶遠(yuǎn)傳功能，通過RS485 信號提供數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。

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