六氟化硫气体密度在线数字式监测装置的开

近年来,六氟化硫(SF6 ) 断路器具有开断能力强、电气寿命长、断口电压高、结构简单、维护少等优点,故在高电压领域得到了越来越广泛的应用。对SF6 断路器中SF6 气体的检漏是保证断路器正常安全运行的重要措施之一。有关统计资料表明,SF6 断路器的故障中,本体SF6 气体泄露占38 %。按照GB/ T890521996《SF6 电气设备中气体管理和检测导则》规定,在电气设备充气前和运行中必须对SF6 气体进行质量监督和管理。
1 　原有的密度继电器
目前,SF6 气体密度的检测多是采用机械式密度继电器实现的。它采用标准气囊,通过机械杠杆原理进行监测,同时配有压力表以及SF6 气体压力与温度关系曲线图,以供现场进行温度补偿的计算。
随着电力企业的技术进步,110 KV 变电站已大量实现无人值班,220 KV 变电站的无人值班也已进入实施阶段。变电站内主要电气设备的状态检测,特别是采用技术手段让无人值班变电站中心监控站的值班人员对变电站内设备的运行状态能有效地进行监测,已成为重要的技术问题。
SF6 气体性能的改变在通常情况下是一个渐变的过程。现有的机械式密度继电器都做不到对断路器中SF6 气体密度状态进行实时监测,更不能实现报警信号及数据的远传,对无人值班站、变电站综合自动化系统和变电站运行管理系统均不能支持,且检测精度不高,有的密度继电器现场甚至没有压力表指示,已成为断路器安全稳定运行的隐患。
2 　密度在线监测装置的原理与性能
2. 1 　技术原理
SF6 气体密度在线数字式监测装置采用先进的数字电子技术,如图1 所示。通过压力、温度变送器采集
断路器中SF6 气体的压力值和温度值,经A/ D 变换,将数字量传送至单片机(MCU) ,单片机将所测压力值经数字运算并进行温度补偿,获得在线监测的并经温度曲线补偿的SF6 气体密度值。SF6 气体的密度值可直接通过当地显示器显示,同时经RS 485 总线接入变电站综合自动化系统,将测得的SF6 气体密度、温度数据及报警、闭锁信号传送到中心监控站,实现SF6 气体密度的在线监测。

740)THIS.WIDTH=740" border=UNDEFINED>

2. 2 　主要性能指标
密度在线数字式监测装置由压力、温度变送器和显示报警器两部分组成,以专用电缆连接,其主要性能
指标如下:
(1) 压力量程　　　　　0～1. 00 MPA
(2) 压力精度 ±1 %
(3) 工作温度范围 ( - 25～ + 55) ℃
(4) 显示方式 4 位数字显示压力值
2 位半数字显示温度值
(5) 远传数据接口RS 485
(6) 设有人工复位开关及自检功能
(7) 报警门限电平及闭锁门限电平可按要求设定
2. 3 　温度补偿
根据SF6 气体压力随温度变化的规律,掌握了SF6 气体压力与温度的关系(如图2 所示) 。所以,将
此温度系数编入软件,可以更方便、准确地进行温度补偿,得到SF6 气体的密度值,直接加以显示。同时,精确设定报警、闭锁值。

740)THIS.WIDTH=740" border=UNDEFINED>

2. 4 　标准及试验研究
按照标准化法,编制了产品技术标准,并通过了当地技术监督局的技术审查。
电力系统对产品的可靠性和抗干扰性要求很高,加上本装置安装于断路器本体上,断路器在使用过程中经常分合闸,会产生大量的电弧干扰。因此,特别加强了装置的密封和抗干扰设计,在线路设计上选用了数字电路,在电路设计中增加了延时电路,以提高装置的抗干扰能力和可靠性。
样机先后通过了江苏省SF6 气体监督检测中心和国家电力公司测试中心检测试验,按照技术标准进行了压力试验、温度补偿试验、电磁兼容性试验、老化试验、高低温试验等,各项参数均达到或超过设计要求。
3 　使用情况
2001 年3 月起,装置先后在南京城南供电公司110 KV 武定变电站、110 KV 集庆变电站的5 台LW62-110 SF6 断路器上安装试运行。现场采集SF6 气体密度值,并在当地直接数字显示,同时,通过总线接入BJ22 型变电站综合自动化系统中,既可在当地变电站的计算机中查看,还可在中心监控站查询、打印,并将SF6 气体密度、温度的实时数据直接显示在主接线图上的断路器旁,醒目、直观,实现了断路器SF6 气体密度的在线实时监测。
通过一年多时间的现场运行,装置运行正常,反映良好。运行期间还通过无人值班站中心监控站绘制了2001 年7 月至12 月的SF6 气体密度曲线图。
至今,已有南京、苏州、无锡、镇江、盐城、宿迁、马鞍山等地区安装了SF6 气体密度数字式监测装置。
SF6 气体密度在线监测装置的研制成功,提高了工作效率,可随时准确掌握断路器中SF6 气体的运行状态,为无人值班站的SF6 设备开展状态检修提供有力的保障。2002 年2 月,该项目通过了江苏省科技厅的科技成果鉴定,成果达到国内领先水平。
4 　结论
SF6 气体密度数字式监测装置克服了现有设备的不足,有利于SF6 气体的监督,实现了SF6 气体密度变
化的在线监测,为SF6 断路器开展状态检修提供了技术保证;该在线监测装置的应用缩短了停电检修、补气的时间,节约了检修费用;在线实时监测,可及时发现设备中SF6 气体漏气现象,减少了SF6 气体的排放量,有利于环境保护和工作人员的身心健康,经济效益和社会效益均十分明显。

本文关键字：在线  六氟化硫  电工文摘，电工技术 - 电工文摘