JC-MD/3型

SF₆氣體氣體密度/微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.前言：

近年來(lái)，由于SF₆氣體緣強(qiáng)度高、滅弧特性好，已成為當(dāng)今高壓電氣設(shè)備的緣滅弧介質(zhì)。不但減小了組合電器（GIS）設(shè)備的體積，而且還增加了開(kāi)斷能力。維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)，因此在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的運(yùn)用。當(dāng)氣體的壓力約0.3MPa時(shí)，SF₆氣體的性能相當(dāng)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(guān)系，當(dāng)組合電器（GIS）設(shè)備中的SF₆氣體密度下降、濕度上升，則將會(huì)產(chǎn)生其嚴(yán)重的后果，組合電器GIS）設(shè)備耐壓強(qiáng)度降低，開(kāi)斷容量下降。為保障組合電器（GIS）設(shè)備運(yùn)行，須對(duì)SF₆氣體的密度及微水進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。目前監(jiān)測(cè)SF₆氣體采用機(jī)械式SF₆氣體密度繼電器實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，裝有SF₆氣體密度繼電器后，導(dǎo)則規(guī)定每天須抄表，除記錄氣體壓力外，還應(yīng)記錄氣體溫度、時(shí)間及查表計(jì)算密度等參數(shù)。這些方法都須依靠大量人力來(lái)完成，而且有的局限性，難免疏忽大意，在人工巡查還有一個(gè)時(shí)效性差的弊端，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就成為事故的苗頭和隱患，要及時(shí)掌握組合電器GIS）設(shè)備中的SF₆密度及微水運(yùn)行狀態(tài)，須采用一種“在線(xiàn)、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)傳、集中、智能、”的監(jiān)測(cè)方式。但目前常用的SF₆氣體密度繼電器不能實(shí)現(xiàn)分級(jí)報(bào)警及數(shù)據(jù)的傳輸和集中管理。隨著高壓設(shè)備狀態(tài)檢修工作的展開(kāi)，建立一套實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)，為變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)分析、故障診斷、檢修策略決策提供技術(shù)支撐是十分要的。公司和南方公司根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，制定了相應(yīng)的部署策略，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的監(jiān)測(cè)裝置也提出了明確的技術(shù)要求。為適應(yīng)公司和南方公司的部署要求，我公司聯(lián)合多座高校的、，在多年從事高壓設(shè)備狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上，開(kāi)發(fā)了具有國(guó)內(nèi)水平的JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)概述：

JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)本系統(tǒng)），是一套針對(duì)110kV以上電壓等級(jí)的組合電氣（GIS）設(shè)備，適應(yīng)于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的組合電氣（GIS）設(shè)備氣室內(nèi)SF₆氣體密度及微水實(shí)時(shí)檢測(cè)需要而研發(fā)的高科技產(chǎn)品。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可自成系統(tǒng)也可和智能變電站系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，通過(guò)以太網(wǎng)把監(jiān)測(cè)數(shù)送一體化信息平臺(tái)。用戶(hù)利用局域網(wǎng)可獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果?？砂讶舾蓚€(gè)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集到上層的數(shù)據(jù)管理診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多座變電站內(nèi)SF₆氣體密度及微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理。監(jiān)測(cè)中心的后臺(tái)管理系統(tǒng)、通過(guò)B／S模式網(wǎng)絡(luò)共享，相關(guān)人員可通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的查看分析。若某組出設(shè)定報(bào)警閥值，則自動(dòng)聲光報(bào)警，自動(dòng)彈出該組的信息，進(jìn)入預(yù)警，使運(yùn)行人員及時(shí)掌握并提前處理事故隱患，保障電力供電。

2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)：

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)、就地測(cè)量、數(shù)字傳輸、集中管理、在被監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的就地測(cè)量單元（密度變送器、微水變送器）和安裝在控制室內(nèi)的集控采集單元（集控IED）等組成，采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)。其結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。

2.1.1就地測(cè)量單元：（過(guò)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(jī)控制電路等組成，采用的微處理器技術(shù)以及的氣體溫度補(bǔ)償測(cè)試技術(shù)進(jìn)行線(xiàn)性化處理。將氣體壓力和氣體溫度及濕度間的關(guān)系數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算讀取氣體密度壓力及微水、，使壓力指示值的讀數(shù)無(wú)論自然環(huán)境中的溫度如何變化，指示結(jié)果是20℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值，克服溫度發(fā)生變化時(shí)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(shí)檢測(cè)氣腔內(nèi)微水量的體積比及，并將測(cè)量結(jié)果采用總線(xiàn)方式進(jìn)行數(shù)字傳輸、做到準(zhǔn)確及時(shí)掌握運(yùn)行設(shè)備的狀況。

密度、微水變送器安裝在被監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，種類(lèi)及數(shù)量可根據(jù)監(jiān)測(cè)要求確定。目前可提供的就地測(cè)量單元可對(duì)110kV以上電壓等級(jí)的組合電氣（GIS）設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SF₆氣體密度壓力及微水、、氣體溫度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并以總線(xiàn)通訊方式，通過(guò)一根的雙絞電纜把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以數(shù)字形式傳送到集控采集單元（集控IED）。每測(cè)點(diǎn)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(shù)，包括通信單元、CPU主控單元、液晶顯示單元、鍵盤(pán)操作單元等，能準(zhǔn)確無(wú)誤地接收來(lái)自各變送器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并對(duì)各變送器進(jìn)行管理、調(diào)配，判斷現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)是否出設(shè)定報(bào)警閥值，出則進(jìn)行報(bào)警輸出，液晶顯示現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)、報(bào)警歷史數(shù)據(jù)、上次報(bào)警時(shí)間，并可通過(guò)鍵盤(pán)、液晶聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行時(shí)間設(shè)置、報(bào)警閥值設(shè)置等，操作界面簡(jiǎn)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(jī)型安裝在控制室內(nèi)電柜內(nèi)。每臺(tái)集控IED提供的通訊總線(xiàn)上多可掛載128密度、微水變送器。集控IED能夠通過(guò)總線(xiàn)控制各個(gè)密度、微水變送器的工作狀態(tài)，讀取測(cè)量數(shù)據(jù)及異常信息，獲得反映設(shè)備氣室內(nèi)狀態(tài)的特征參量按照下列方式保存各個(gè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，接受一體化信息平臺(tái)的訪(fǎng)問(wèn)。

①近1小時(shí)內(nèi)的12組數(shù)據(jù)（每5分鐘形成一組新的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）；

②近1周內(nèi)的168組數(shù)據(jù)（每小時(shí)形成一組新的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）；

③近1年內(nèi)的360組數(shù)據(jù)（每天形成一組新的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。

3.系統(tǒng)特點(diǎn)：

SF₆氣體密度/微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)和制造依據(jù)《電氣設(shè)備性試驗(yàn)規(guī)程》、《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》的電氣指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有以下特點(diǎn)：

3.1.本系統(tǒng)具有高的性和性，可以安裝到每個(gè)SF₆密度、微水檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

3.2.本系統(tǒng)無(wú)須運(yùn)行人員每日到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行煩瑣的抄錄組合電氣（GIS）設(shè)備中SF₆氣體密度及微水的狀況，實(shí)現(xiàn)了集中管理。

3.3.本系統(tǒng)的微水檢測(cè)應(yīng)用帶壓式測(cè)量，實(shí)現(xiàn)全封密的取樣方式，性。

3.4.本系統(tǒng)的壓力、溫度、濕度傳感器組合在同一檢測(cè)腔內(nèi)同一個(gè)環(huán)境中進(jìn)行檢測(cè)，減少測(cè)量誤差，測(cè)量；。

3.5.本系統(tǒng)的密度、微水變送器巧妙地連接在補(bǔ)氣口，無(wú)需增加管路，減少泄氣率。

3.6.本系統(tǒng)采用的微處理器技術(shù)以及的瞬態(tài)參數(shù)測(cè)試技術(shù)進(jìn)行線(xiàn)性化處理與計(jì)算。

3.7.本系統(tǒng)為多級(jí)閥值設(shè)置及閉鎖功能，可由用戶(hù)在報(bào)警范圍內(nèi)任選值設(shè)置。

3.8.本系統(tǒng)在突然失電時(shí)能保存失電前的各項(xiàng)參數(shù)，失電不失數(shù)據(jù)。

3.9.本系統(tǒng)應(yīng)用信息化集成和全數(shù)字通信新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳功能，而且還具有向監(jiān)控中心的PC機(jī)提供遠(yuǎn)程通信接口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。

3.10.本系統(tǒng)對(duì)干擾問(wèn)題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設(shè)計(jì)上分別采用了多種的干擾處理方法，了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，以及測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，能滿(mǎn)足在變電站中強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾環(huán)境下正常使用的要求

4.主要技術(shù)指標(biāo)：

◇ 密度測(cè)量范圍：0～1.0Mpa、測(cè)量：&plun;2.0﹪F.S.

◇ 微水測(cè)量范圍：10～2000 ppmv（μL/L）、測(cè)量：&plun;2％F.S.

◇ 溫度測(cè)量范圍：-50～120℃、測(cè)量：&plun;0.5℃

◇ 濕度測(cè)量范圍：-80～＋20℃測(cè)量：&plun;3℃

◇ 密度報(bào)警門(mén)限：根據(jù)用戶(hù)要求設(shè)置

◇ 微水報(bào)警門(mén)限： 300 ppmv（μL/L）

◇ 回   差：0.003Mpa

◇采樣頻率：每秒檢測(cè)，

◇ 通信接口：RS－485

◇ 通信協(xié)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(tǒng)：10kV以上～700kV以下；

◇ 適用環(huán)境： 戶(hù)內(nèi)、溫度－40℃～85℃，海拔高度：≤2000m：（戶(hù)外需處理）

◇ 緣強(qiáng)度：2kV／1min

◇ 振動(dòng)性能：200m／s²

◇ 沖擊性能：500m／s²

◇ 護(hù)等級(jí)： 戶(hù)內(nèi)機(jī)IP31，戶(hù)外機(jī)IP55

◇ 密封性能： ≤1.0×10^-9Pa.m³/s

◇ 電磁兼容特性：滿(mǎn)足Q/GDW 535-2010變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置通用技術(shù)規(guī)范要求

5.后臺(tái)管理平臺(tái)：

主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩個(gè)部分組成，硬件平臺(tái)包括服務(wù)器、顯示器及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。后臺(tái)中心管理軟件基于Windows平臺(tái)，又分為監(jiān)測(cè)分析和數(shù)據(jù)管理兩個(gè)部分，其中系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和分析部分采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、界面友好。

5.1.硬件平臺(tái)簡(jiǎn)介：

服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的，基本任務(wù)是數(shù)據(jù)的維護(hù)和數(shù)據(jù)的處理；客戶(hù)機(jī)負(fù)責(zé)提供用戶(hù)界面，如圖形、表格、曲線(xiàn)、聲音、動(dòng)圖等。

5.2.軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介：

系統(tǒng)配置對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行選配，選定需監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，即子系統(tǒng)的組合；采集系統(tǒng)主要功能在于實(shí)時(shí)采集集控采集單元的數(shù)據(jù)、包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、狀態(tài)量、控制量等。列表系統(tǒng)負(fù)責(zé)將子系統(tǒng)數(shù)據(jù)整理成表格的形式，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，可與打印機(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行匯編打??；組態(tài)系統(tǒng)包括當(dāng)?shù)氐貓D、主接線(xiàn)、設(shè)備工況、實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)與歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)等界面，直觀的描述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)及高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

5.3.數(shù)據(jù)庫(kù)管理及診斷軟件

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理及診斷軟件主要包括如下幾個(gè)功能模塊，可以在任何一臺(tái)安裝了Windows NT系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

5.3.1.數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：

數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)建立在Microsoft SQL Server上的大型數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用程序可通過(guò)SQL命令來(lái)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容。管理軟件的數(shù)據(jù)都是以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)之中。

5.3.2.數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程收集模塊：

數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程收集模塊通常是一個(gè)后臺(tái)運(yùn)行程序，其基本功能是通過(guò)局域網(wǎng)定時(shí)從各個(gè)變電站的集控采集單元中讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并登錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外，該模塊還提供IE瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)功能，用戶(hù)可通過(guò)普通的撥號(hào)上網(wǎng)方式訪(fǎng)問(wèn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

5.3.3.數(shù)據(jù)查詢(xún)分析模塊：

數(shù)據(jù)查詢(xún)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(xiàn)圖中反映出被監(jiān)測(cè)設(shè)備的分布情況和監(jiān)測(cè)參數(shù)的異常情況，提供各種比例尺度的曲線(xiàn)及表格。利用提供的曲線(xiàn)圖譜可地反映出狀態(tài)參數(shù)的變化趨勢(shì)，并可通過(guò)表格形式查詢(xún)出的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

5.3.4.診斷系統(tǒng)模塊：

目前的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)診斷模塊，它是通過(guò)對(duì)同類(lèi)型設(shè)備或同相設(shè)備緣參數(shù)變化趨勢(shì)的比較，篩選出緣異常的電氣設(shè)備，輸出包括狀態(tài)參數(shù)變化趨勢(shì)圖在內(nèi)的相關(guān)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(jiān)測(cè)系統(tǒng)的上層軟件為設(shè)計(jì)系統(tǒng)的人員提供了訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)和顯示結(jié)果（包括特征量、曲線(xiàn)、表格等）的工具，人員可利用這些接口開(kāi)發(fā)出更為完善的診斷方法，如果能夠和現(xiàn)有的性數(shù)據(jù)管理軟件結(jié)合起來(lái)，則將形成更為的診斷結(jié)果。

6.注意事項(xiàng)：

㈠JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行操作前，請(qǐng)仔細(xì)閱讀系統(tǒng)操作說(shuō)明書(shū)，并嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

㈡JC-MD/3型SF₆氣體密度/微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)安裝后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才可投入使用，一旦投入使用請(qǐng)勿擅自拆卸任一設(shè)備，由此造成系統(tǒng)不能正常工作不屬“三包”之列。

㈢ 用戶(hù)在遵守規(guī)定條件下使用，自發(fā)貨之日起一年內(nèi)，如因制造質(zhì)量不良而不能使用，本公司負(fù)責(zé)“三包”。本公司售出產(chǎn)品維護(hù)

7.售后服務(wù)：

用戶(hù)提供下列兩組數(shù)據(jù)之一，由公司方案設(shè)計(jì)工程師為您確定解決方案。

A、檢測(cè)點(diǎn)數(shù)，集控IED近的檢測(cè)點(diǎn)的距離，各檢測(cè)點(diǎn)之間的距離。

B、現(xiàn)場(chǎng)的平面布置圖（標(biāo)明各檢測(cè)點(diǎn)之間的尺寸）

8設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝圖：

聯(lián)系方式：   

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