SF6氣體微水監測系統

一、SZXTGS3000 SF6氣體微水監測系統簡介揚州市蘇中電力設備有限公司

隨著我國電力行業的快速發展，SF₆技術的廣泛應用以及智能電網建設的迫切性，急需解決SF₆電氣設備的在線綜合監控技術。

SF₆氣體由于其固有的特性，目前是較為理想的絕緣及滅弧介質。但其微水含量、氣體密度等等都會對設備的運行、人員的、電網的可靠帶來直接的影響。因此對SF₆電氣設備的微水含量、氣體壓力的監測一直是相關行業對設備監測的一個重要的組成部分。有關部門相繼制定了相關標準對SF₆氣體質量、特別是微水含量進行嚴格控制。電力部推薦標準《電力設備預防性試驗規程（DL/T596-1996）》、國家標準《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢驗導則（GB/T 8905-1996）》以及IEEE標準《IEEE Guide for Moisture Measurement and Control in SF₆ Gas-Insulated Equipment（IEEE Std 1125-1993）》對水分的控制均采取水分對SF₆氣體體積比（ppm）的形式。

SF₆在線式智能綜合監控系統改變了傳統的費時費力、并且污染環境的離線測量方式，實時準確的測量SF₆氣體多項指標，為電網的智能建設打下了堅實的基礎。

二、SZXTGS3000 SF6氣體微水監測系統特點揚州市蘇中電力設備有限公司

是本公司根據國家智能電網發展要求而設立的重點項目，該系列產品采用新遙測遙感技術和后臺計算機技術于一體，外觀小巧,可實現高精度測量、計算機后臺處理、海量的歷史數據存儲等功能，適用于各種電壓等級的SF₆斷路器、GIS、AIS等設備SF₆氣體的微水、壓力和溫度的在線測量，實現無排放、環保、實時、遠程等先進的動態監控，以滿足電力配網自動化和設備狀態檢修的需要,為電網的智能化建設預留接口。功能：

無排放，環保，經濟，可靠

在線監測SF₆斷路器或組合電器中微水、壓力、溫度等參數

實現微水的壓力與溫度補償，使微水數據真實可靠

采用具有多種技術和自校準功能的傳感器

采集單元能在不影響主設備狀態下投運、退出，不影響主設備的正常運行

采集單元內部運用內循環技術，大幅提高采樣精度

內置密度繼電器無源輸出，可設閉鎖/報警/超壓的動點值

全封閉設計，防水防塵，抗高頻干擾，適用于室內外

多種閥門接頭，安裝拆卸方便，節省維護費用

三、SZXTGS3000 SF6氣體微水監測系統結構揚州市蘇中電力設備有限公司

系統由主機、采集單元、后臺軟件及擴展構件組成。主機和采集單元之間通過電纜連接。采集單元通過三通閥門與被監控的設備相連，同時提供設備補氣口，采集單元內部的采樣池也采用了內循環技術,可實時測量設備內SF₆的微水、壓力和溫度等相關參數,實現實時顯示及與主機的通訊和數據交換。主機在分時提取了各個采集單元的數據后，將數據上傳至后臺計算機處理，同時可接受后臺的指令，實現實時采樣等動作。

系統主機

系統主機用于現場的的數據采集、記錄。采用彩色TFT液晶顯示，字跡清晰，顯示現場某號開關A、B、C相SF₆氣體的水分、溫度、壓力等內容一目了然，可預設門限輸出報警、閉鎖信號，通過RS485與后臺進行數據通信。

圖1    系統主機

采集單元

SF₆采集單元為智能綜合型，內部采樣池能在運行中按要求進行循環，本體通過專用的SF₆閥門連接被監控的設備，同時本體提供一個補氣接口，保持設備接口不變，采集單元可實時測量設備內SF₆的微水、壓力和溫度等相關參數并通過RS-485通訊模塊傳輸至系統主機或后臺計算機。

圖2  采集單元

后臺軟件

在系統主機分析采集數據后，遠程遙控遙測等功能，海量存儲的數據中心，繪制狀態變化趨勢圖，也可將監測數據實時上傳至變電站、城市中心乃至更上級監控中心，真正實現智能電網基礎設施的建設。

1.軟件系統采用中文界面，容易學習操作。

3.數據歷史查詢、趨勢分析、缺陷信息統計功能

5報警功能

6參數設置功能

7系統管理權限控制

四、SZXTGS3000 SF6氣體微水監測系統方案揚州市蘇中電力設備有限公司

方案1:

一臺系統主機，六個采集單元，后臺軟件及可選附件組成。系統結構圖如下所示，系統配置表見表1。

圖3方案A連接示意圖

表1  系統配置表

方案2:

一臺系統主機(可選)，六個采集單元，六個顯示單元，后臺軟件及可選附件組成。系統結構圖如下所示，系統配置表見表2。

表2  系統配置表

五、SZXTGS3000 SF6氣體微水監測系統技 術 指 標揚州市蘇中電力設備有限公司

濕度指標：

測量范圍：-60 ℃～＋20 ℃

測量精度：± 2

報警門限：50~500ppm(可調)

壓力指標：

測量范圍：0.0～0.8MPa 或定制

測量精度：±5％ F.S.

報警門限：0.45 MPa (可調)

閉鎖門限：0.40 MPa (可調)

溫度指標：

測溫范圍：-40 ℃～＋80 ℃

溫度測量精度：± 0.5℃

其它指標：

報警觸點容量：AC 220V/7A，常開、常閉

通訊接口：隔離型RS-485

電源電壓：24VDC 或 85V～265V AC

工作環境：溫度:-30 ℃～＋65 ℃    濕度:≤95％RH

絕緣性能：外殼與電源間：>10MΩ

抗電強度：外殼與電源間：>2000V

電磁兼容特性：快速瞬變脈沖群 GB/T17626.4-1999 3級

雷擊（浪涌）： GB/T17626.5-1999 3級

六、安裝與操作

采集單元通過三通安裝于斷路器氣體監測口或原密度繼電器補氣口。安裝時，采集單元首先應安裝在選定的三通上，其外形及接口見下圖。

１. 采集單元的安裝

檢查采集單元接口、三通測氣口和擬使用的密封圈是否潔凈無損；（氣口表面光潔度、清潔度以及密封圈是否完好無損以及是否嚴格按照安裝工藝要求進行操作，決定著安裝的成敗。）

將密封圈安放在三通測氣口的密封圈槽內。密封圈在安放前須涂抹適量的真空硅脂；

將采集單元旋入三通測氣口,扳手必須置于采集器底部的扳口處。

２.抽真空。安裝微水綜**集單元時必須事先抽真空。方法如下：

（1）選擇合適的真空泵（含管路和壓力表）抽真空；

（2）將三通的補氣口端接入真空泵；

（3）接通真空泵電源，開始抽真空，待真空度低于30 Pa后繼續抽30分鐘；

（4）上述抽真空程序反復3-5次，每次間隔15-20分鐘；

（5）將三通與氣室對應的接口接入氣室。

3.檢漏

采集單元正式接入氣室后1分鐘，關閉三通上的針型閥。然后對采集單元及三通各連接處進行密封性檢查，尤其是三通與斷路器氣體監測口、三通與監控儀連接處應嚴格檢漏，發現有漏氣時應拆下，檢查原因，在排除問題后重新安裝，并再次檢漏，確保密封性完好。

4. 采集單元殘留水分的處理

在完成抽真空和檢漏之后，采集單元和三通內部可能還會殘留微量水分，此時可將高精度儀接入三通的補氣口,打開三通上的針型閥開始檢測殘留水分的含量,若微水值明顯高于氣室內的微水值則應對監控儀和三通再次進行抽真空和檢漏處理直到其微水值穩定不再上升為止。

5. 采集單元與被檢測設備內部氣體的動態平衡

采集單元正式接入氣室后，由于氣室內SF₆氣體需與新接設備空腔內的氣體逐步達到動態平衡，采集單元內的微水值將出現一個先上升后下降的變化曲線，并緩慢降低至氣室內SF₆氣體的微水值。正常情況下，動態平衡的時間約需2-15天左右。

顯示值終達到實際測定值的時間長短由以下因素決定：

（1）三通與氣室連接管路長短和管路通徑。管路越長，通徑越小，動態平衡的時間就越長；

（2）采集單元在安裝前是否長時間暴露在空氣中，暴露的時間越長，空氣濕度越大，動態平衡的時間就越長；

（3）真空泵及其管路閥門漏氣，抽真空未按上述方法和先后次序進行，動態平衡的時間就越長；

（4）三通和連接管路有微漏。

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