JC-MD/3型
SF6氣體氣體密度/微水在線監測系統
1.前言：
近年來，由于SF6氣體緣強度高、滅弧特性好，已成為當今高壓電氣設備的緣滅弧介質。不但減小了組合電器（GIS）設備的體積，而且還增加了開斷能力。維護工作量少等優點，因此在電力系統中獲得了廣泛的運用。當氣體的壓力約0.3MPa時，SF6氣體的性能相當于緣油的緣性能和滅弧性能。盡管SF6氣體具有良好的滅弧性能和緣性能，但是這兩種性能均與密度及微水有著密切關系，當組合電器（GIS）設備中的SF6氣體密度下降、濕度上升，則將會產生其嚴重的后果，組合電器GIS）設備耐壓強度降低，開斷容量下降。為保障組合電器（GIS）設備運行，須對SF6氣體的密度及微水進行嚴格監測。目前監測SF6氣體采用機械式SF6氣體密度繼電器實現在線監測，裝有SF6氣體密度繼電器后，導則規定每天須抄表，除記錄氣體壓力外，還應記錄氣體溫度、時間及查表計算密度等參數。這些方法都須依靠大量人力來完成，而且有的局限性，難免疏忽大意，在人工巡查還有一個時效性差的弊端，往往不能及時發現隱患。如不及時發現，就成為事故的苗頭和隱患，要及時掌握組合電器GIS）設備中的SF6密度及微水運行狀態，須采用一種“在線、實時、遠傳、集中、智能、”的監測方式。但目前常用的SF6氣體密度繼電器不能實現分級報警及數據的傳輸和集中管理。隨著高壓設備狀態檢修工作的展開，建立一套實時監測變電設備運行狀態的系統，為變電設備狀態評價、風險分析、故障診斷、檢修策略決策提供技術支撐是十分要的。公司和南方公司根據自身的網絡系統結構，制定了相應的部署策略，對監測系統采用的監測裝置也提出了明確的技術要求。為適應公司和南方公司的部署要求，我公司聯合多座高校的、，在多年從事高壓設備狀態在線監測的實踐經驗上，開發了具有國內水平的JC-MD/3型SF6氣體密度/微水在線監測系統。
2.系統概述：
JC-MD/3型SF6氣體密度/微水在線監測系統（以下簡稱本系統），是一套針對110kV以上電壓等級的組合電氣（GIS）設備，適應于監測運行中的組合電氣（GIS）設備氣室內SF6氣體密度及微水實時檢測需要而研發的高科技產品。本監測系統可自成系統也可和智能變電站系統一體化設計，通過以太網把監測數送一體化信息平臺。用戶利用局域網可獲取監測數據結果。可把若干個變電站監控系統的監測數據匯集到上層的數據管理診斷系統，實現對多座變電站內SF6氣體密度及微水在線監測系統進行集中監測監控管理。監測中心的后臺管理系統、通過B／S模式網絡共享，相關人員可通過局域網進行數據的查看分析。若某組出設定報警閥值，則自動聲光報警，自動彈出該組的信息，進入預警，使運行人員及時掌握并提前處理事故隱患，保障電力供電。
2.1系統總體結構：
監測系統采用分布式結構、就地測量、數字傳輸、集中管理、在被監測點安裝本監測系統的就地測量單元（密度變送器、微水變送器）和安裝在控制室內的集控采集單元（集控IED）等組成，采用現場總線控制技術。其結構框圖如下圖所示。
2.1.1就地測量單元：（過程層）
密度、微水變送器
密度、微水變送器由壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器以及單片機控制電路等組成，采用的微處理器技術以及的氣體溫度補償測試技術進行線性化處理。將氣體壓力和氣體溫度及濕度間的關系數學模型進行運算讀取氣體密度壓力及微水、，使壓力指示值的讀數無論自然環境中的溫度如何變化，指示結果是20℃時的標準壓力值，克服溫度發生變化時壓力也隨之變化，能正確地反映出漏氣還是由溫度變化所引起壓力值的變化。同時檢測氣腔內微水量的體積比及，并將測量結果采用總線方式進行數字傳輸、做到準確及時掌握運行設備的狀況。
密度、微水變送器安裝在被監測設備的運行現場，種類及數量可根據監測要求確定。目前可提供的就地測量單元可對110kV以上電壓等級的組合電氣（GIS）設備實時監測SF6氣體密度壓力及微水、、氣體溫度等狀態參數進行監測。并以總線通訊方式，通過一根的雙絞電纜把監測數據以數字形式傳送到集控采集單元（集控IED）。每測點安裝一只；
2.1.2集控采集單元：（間隔層）
集控IED
采用的電子技術，包括通信單元、CPU主控單元、液晶顯示單元、鍵盤操作單元等，能準確無誤地接收來自各變送器的數據進行整理，并對各變送器進行管理、調配，判斷現場數據是否出設定報警閥值，出則進行報警輸出，液晶顯示現場參數、報警歷史數據、上次報警時間，并可通過鍵盤、液晶聯合作業進行時間設置、報警閥值設置等，操作界面簡單、友好，方便工作人員操作。每一座變電站可選用其中一種機型安裝在控制室內電柜內。每臺集控IED提供的通訊總線上多可掛載128密度、微水變送器。集控IED能夠通過總線控制各個密度、微水變送器的工作狀態，讀取測量數據及異常信息，獲得反映設備氣室內狀態的特征參量按照下列方式保存各個設備的監測數據，接受一體化信息平臺的訪問。
①近1小時內的12組數據（每5分鐘形成一組新的監測數據）；
②近1周內的168組數據（每小時形成一組新的統計數據）；
③近1年內的360組數據（每天形成一組新的統計數據）。
3.系統特點：
SF6氣體密度/微水在線監測系統研發和制造依據《電氣設備性試驗規程》、《輸變電設備狀態檢修試驗規程》的電氣指標進行設計，具有以下特點：
3.1.本系統具有高的性和性，可以安裝到每個SF6密度、微水檢測點進行實時檢測。
3.2.本系統無須運行人員每日到現場進行煩瑣的抄錄組合電氣（GIS）設備中SF6氣體密度及微水的狀況，實現了集中管理。
3.3.本系統的微水檢測應用帶壓式測量，實現全封密的取樣方式，性。
3.4.本系統的壓力、溫度、濕度傳感器組合在同一檢測腔內同一個環境中進行檢測，減少測量誤差，測量；。
3.5.本系統的密度、微水變送器巧妙地連接在補氣口，無需增加管路，減少泄氣率。
3.6.本系統采用的微處理器技術以及的瞬態參數測試技術進行線性化處理與計算。
3.7.本系統為多級閥值設置及閉鎖功能，可由用戶在報警范圍內任選值設置。
3.8.本系統在突然失電時能保存失電前的各項參數，失電不失數據。
3.9.本系統應用信息化集成和全數字通信新技術手段，實現在線實時遠傳功能，而且還具有向監控中心的PC機提供遠程通信接口，實現網絡化管理。
3.10.本系統對干擾問題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設計上分別采用了多種的干擾處理方法，了系統的穩定工作，以及測量數據的穩定性，能滿足在變電站中強電磁場干擾環境下正常使用的要求
4.主要技術指標：
◇ 密度測量范圍：0～1.0Mpa、測量：&plun;2.0﹪F.S.
◇ 微水測量范圍：10～2000 ppmv（μL/L）、測量：&plun;2％F.S.
◇ 溫度測量范圍：-50～120℃、測量：&plun;0.5℃
◇ 濕度測量范圍：-80～＋20℃測量：&plun;3℃
◇ 密度報警門限：根據用戶要求設置
◇ 微水報警門限： 300 ppmv（μL/L）
◇ 回 差：0.003Mpa
◇采樣頻率：每秒檢測，
◇ 通信接口：RS－485
◇ 通信協議：Modbus
◇ 工作電源： 集控IED為AC220V，密度、微水變送器為DC/24V供電。
◇ 適用系統：10kV以上～700kV以下；
◇ 適用環境： 戶內、溫度－40℃～85℃，海拔高度：≤2000m：（戶外需處理）
◇ 緣強度：2kV／1min
◇ 振動性能：200m／s2
◇ 沖擊性能：500m／s2
◇ 護等級： 戶內機IP31，戶外機IP55
◇ 密封性能： ≤1.0×10-9Pa.m3/s
◇ 電磁兼容特性：滿足Q/GDW 535-2010變電設備在線監測裝置通用技術規范要求
5.后臺管理平臺：
主要由硬件平臺和軟件平臺兩個部分組成，硬件平臺包括服務器、顯示器及網絡交換機等。后臺中心管理軟件基于Windows平臺，又分為監測分析和數據管理兩個部分，其中系統監測和分析部分采用面向對象編程技術進行設計，軟件結構簡單、界面友好。
5.1.硬件平臺簡介：
服務器是整個系統的，基本任務是數據的維護和數據的處理；客戶機負責提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動圖等。
5.2.軟件平臺簡介：
系統配置對整個監測管理系統進行選配，選定需監測的項目，即子系統的組合；采集系統主要功能在于實時采集集控采集單元的數據、包括模擬量、開關量、狀態量、控制量等。列表系統負責將子系統數據整理成表格的形式，包括實時數據、歷史數據，可與打印機聯機進行匯編打印；組態系統包括當地地圖、主接線、設備工況、實時檢測數據曲線與歷史數據曲線等界面，直觀的描述現場環境狀態及高壓設備運行狀態。
5.3.數據庫管理及診斷軟件
監測系統的數據庫管理及診斷軟件主要包括如下幾個功能模塊，可以在任何一臺安裝了Windows NT系統的計算機上運行。
5.3.1.數據庫模塊：
數據庫是一個建立在Microsoft SQL Server上的大型數據庫，應用程序可通過SQL命令來訪問數據庫內容。管理軟件的數據都是以統一的數據結構存放在數據庫之中。
5.3.2.數據遠程收集模塊：
數據遠程收集模塊通常是一個后臺運行程序，其基本功能是通過局域網定時從各個變電站的集控采集單元中讀取監測數據，并登錄在數據庫中。此外，該模塊還提供IE瀏覽器訪問功能，用戶可通過普通的撥號上網方式訪問監測系統。
5.3.3.數據查詢分析模塊：
數據查詢分析模塊可為操作人員提供友好的圖形操作界面，能夠在變電站電氣接線圖中反映出被監測設備的分布情況和監測參數的異常情況，提供各種比例尺度的曲線及表格。利用提供的曲線圖譜可地反映出狀態參數的變化趨勢，并可通過表格形式查詢出的監測結果。
5.3.4.診斷系統模塊：
目前的監測系統提供了一個相對簡單的數據診斷模塊，它是通過對同類型設備或同相設備緣參數變化趨勢的比較，篩選出緣異常的電氣設備，輸出包括狀態參數變化趨勢圖在內的相關信息，供管理人員作出分析和判斷，通常不需要人工干擾。此外，監測系統的上層軟件為設計系統的人員提供了訪問數據庫和顯示結果（包括特征量、曲線、表格等）的工具，人員可利用這些接口開發出更為完善的診斷方法，如果能夠和現有的性數據管理軟件結合起來，則將形成更為的診斷結果。
6.注意事項：
㈠JC-MD/3型SF6氣體密度/微水在線監測系統進行操作前，請仔細閱讀系統操作說明書，并嚴格按照說明書進行操作。
㈡JC-MD/3型SF6氣體密度/微水在線監測系統統安裝后經現場調試才可投入使用，一旦投入使用請勿擅自拆卸任一設備，由此造成系統不能正常工作不屬“三包”之列。
㈢ 用戶在遵守規定條件下使用，自發貨之日起一年內，如因制造質量不良而不能使用，本公司負責“三包”。本公司售出產品維護
7.售后服務：
用戶提供下列兩組數據之一，由公司方案設計工程師為您確定解決方案。
A、檢測點數，集控IED近的檢測點的距離，各檢測點之間的距離。
B、現場的平面布置圖（標明各檢測點之間的尺寸）
8設備現場安裝圖：
聯系方式：
江蘇久創電氣科技有限公司
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