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GIS加装SF6气体密度微水在线监测系统研究及应用

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成果主要完成人

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项目概况

银盘水电站 GIS布置于厂房GIS及EL216层管母线室,目前共安装有36块SF6密度继电器用于监测GIS各气室SF6气体压力。SF6密度继电器最小刻度为0.02MPa,精度较低,现有的气室压力采用人工定期抄录压力变,压力数据离散,无法获得连续性的压力数据,趋势判断较困难,存在巡检周期外发生GIS SF6气体大量泄漏未及时发现导致发生短路故障、机组非停的重大隐患。SF6气体微水含量通过每年一次定期微水检测获得,在检测周期内无法对湿度变化进行跟踪。当在检测周期内SF6气体含有超标的水分后,在一些金属物的参与下, SF6发生水解反应,生成活泼的氢氟酸(HF)和有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等低价硫氟化物,在高温拉弧的作用下,还将分解产生温室气体之一的二氧化硫(SO2)和氢氟酸(HF),它们将腐蚀绝缘件和金属部件,降低断路器耐压强度和开断容量,严重情况下将导致断路器爆炸,不仅引起电网事故,还将造成有害和温室气体灌放大气,形成电气和环保灾害

1、系统的组成主要包含密度微水一体式传感器,各传感器之间采用通信电缆与工控机连接进行组网运行。其系统构成如下图

2.1 系统功

(1)在线监测SF6气体湿度、密度与温度

(2)在线监测气体泄漏与泄漏报警

(3)可按预设值或用户给定值自动启动低压报警和闭锁装置

(4)预留RS-485/CAN总线通讯接口

(5)通过后台软件自动绘制状态变化趋势图;

(6)大屏幕液晶显示器现场显示实时数据,具备屏幕保护和声控显示功能

(7)支持在线设置报警与闭锁门限值

2、系统特

(1)高精度与高可靠

变送器采用了进口高稳定性传感器,传感器经变送器内部电路的修正、补偿,其输出线性度好,精度高;变送器外部结构也更适于高频电场环境下的测量,它与电路处理部分融为一体,以减少干扰耦合,提高电路长期工作的稳定性和可靠性

(2)实现在线监测监控和状态检

该监测器可长期挂线运行。其配备的RS-485/CAN通讯接口,可将监测数据实时上传至监控中心。当被测气体指标超标时,监测器将自动按事先设定的门限上传报警或闭锁信号至远方监控中心,或直接启动报警、闭锁装置。上位机软件可按设定的时间和频率,采样存储监测数据,并按需要将上述数据自动绘制成变化趋势图,供观察分析之用

SF6气体综合在线监测技术的应用,可以实现断路器的状态监测,有利于及时掌握设备的运行状态,保障电力系统的安全稳定运行,使状态检修得以实现,减少检修费用和停电时间,从而提高管理水平

3、结构独特,安装使用方

监测器采用全封闭设计,外形独特美观,传感器、电源、数据输出电路和监测显示器安装在同一机壳内,LED显示器直接显示含水量的体积比数值。它防水抗尘防爆,抗强电磁干扰,安装使用方便,可用于高频电场环境和室外环境

项目采用芬兰维萨拉品牌密度微水一体式传感器,能够对气室的气体压力、微水含量及温度进行同时采集,实现实时在线监测。各传感器与工控机采用通讯电缆相连接,实现整个系统的组网运行。系统各项监测及报警功能完善,根据银盘电站主接线图设计软件主界面,在主界面上能查看所有气室状态,气室压力或湿度达到报警阀值能醒目提示。气室压力测量精度能够达到0.001MPa,通过系统的温度补偿功能,使系统在外界环境温度变化时也能准确测量数据并绘制历史数据趋势变化曲线,当某个测点湿度或压力有异常变化趋势时能够及时告警

SF6气体密度微水在线监测系统已在银盘水电站应用,能对所有气室进行密度微水在线监测,多次对气室漏气的隐患进行了及时预警,避免了GIS设备短路接地故障的发生,能够实现GIS设备的远程监测及无人值守。通过系统强大的数据分析功能实现GIS设备的劣化趋势判断,为GIS设备的检修维护提供依据,在保障GIS设备安全运行方面有着重要的意义,设备效益巨大

SF6气体密度微水在线监测系统在银盘水电站应用后,解决了 SF6气体压力数据离散采集、气室压力变化趋势判断困难的问题,实现了气室压力及微水含量的在线监测,为实现GIS设备精密点检及劣化趋势提供了数据支持,实现了设备的精细化管理,提高了高压电气设备的管理水平。能够在行业内GIS设备上全面推广