淺析110kV變電所SF6監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要： 本文介紹了110kv變電所gis室sf6監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用情況，重點(diǎn)論述了sf6氣體的危害及sf6泄漏監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的配置組成、功能、特點(diǎn)及安裝調(diào)試等內(nèi)容。sf6監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)是gis設(shè)備不可或缺的運(yùn)行監(jiān)測(cè)手段，已成為變電所gis設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。 

關(guān)鍵詞：sf6氣體;gis設(shè)備 ;滅弧特性 ; 風(fēng)機(jī)控制 ; 監(jiān)測(cè)主機(jī)  abstract: this paper describes the application of the 110kv substation gis room sf6 monitoring alarm system, and focuses on the hazards of sf6 gas and sf6 leak monitoring alarm system configuration composed of the functions, features, and installation and commissioning. sf6 monitoring and alarm system is an integral part of gis equipment running monitoring tools, it has become one of the standard configuration of the substation gis equipment.  key words: sf6 gas; of gis equipment; the interrupter features; fan control;  中圖分類(lèi)號(hào): tm63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：2095-2104（2012）  1、前言  110kv變電所一般采用雙電源、兩臺(tái)110/10kv主變壓器、110kv sf6（六氟化硫）氣體絕緣封閉式組合電器（gis）、10kv及0.4kv成套配電裝置。  gis是指六氟化硫氣體sf6絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（gas insulation switchgear）。它將一座變電所中除變壓器以外的所有一次設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)成一個(gè)有機(jī)組合的整體。由于gis占地面積小、可靠性高、安全性好、安裝周期短、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在110kv變電所中得到廣泛應(yīng)用。  2、sf6氣體特點(diǎn)、危害及其必要性  sf6是在法國(guó)巴黎大學(xué)實(shí)驗(yàn)室于1900年合成。從20世紀(jì)60年代起，sf6作為極其優(yōu)越的絕緣、滅弧介質(zhì)廣泛應(yīng)用于全世界電力行業(yè)中的高壓斷路器及變電設(shè)備中。純凈的sf6氣體無(wú)色、無(wú)味、不燃，在常溫下化學(xué)性能特別穩(wěn)定，是空氣比重的5倍多。充有sf6氣體的設(shè)備大多安裝在室內(nèi)，空氣流通速度相對(duì)較慢，如果sf6氣體一旦泄漏，將在室內(nèi)沉積不易散發(fā)，sf6氣體本身又是無(wú)色無(wú)味的，泄漏后不易被發(fā)覺(jué)。另外由于sf6氣體的比重比氧大，往往是沉積于低層空間，容易造成局部缺氧，使人窒息。  為了確保設(shè)備的正常安全運(yùn)行，充分保障現(xiàn)場(chǎng)人員的身體健康和人身安全，必須采取有效手段對(duì)設(shè)備區(qū)域的sf6氣體泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止意外事故發(fā)生。  3、sf6監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用  sf6 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采用高靈敏度的sf6-o2傳感器和溫度、濕度傳感器，當(dāng)室內(nèi)sf6及o2的濃度發(fā)生微小變化時(shí)，傳感器立即能響應(yīng)這一變化，在sf6濃度在≧50ppm范圍內(nèi)能有效地監(jiān)測(cè)。傳感器監(jiān)測(cè)的濃度變化量通過(guò)變送器、a/d模塊、通訊模塊及單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換成通訊數(shù)字信號(hào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)通信模塊總線將信號(hào)送至主控制器內(nèi)，由主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)并判斷是否報(bào)警，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)及遠(yuǎn)程通訊等功能。  3.1．系統(tǒng)概述  3.1.1重點(diǎn)監(jiān)測(cè)gis室sf6氣體和ｏ2含量  由于gis室電氣設(shè)備區(qū)域的sf6裝置較多，為了全面而準(zhǔn)確地監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在110kv gis室設(shè)置sf6氣體和o2綜合監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)室內(nèi)的sf6氣體和氧氣含量。  3.1.2通過(guò)監(jiān)控主機(jī)全面詳細(xì)監(jiān)控gis室的情況  系統(tǒng)主機(jī)放置在變電所控制室或gis室入口處。巡視工作人員可直接通過(guò)監(jiān)控主機(jī)查閱各種數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)了解設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)各種環(huán)境的變化，并根據(jù)情況采取各種措施在監(jiān)控主機(jī)上進(jìn)行操作，如啟動(dòng)風(fēng)機(jī)等。  3.1.3紅外人體自動(dòng)檢測(cè)，風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制，  當(dāng)工作人員巡視到gis室門(mén)口并靠近gis室時(shí)，通過(guò)紅外探頭感應(yīng)系統(tǒng)檢測(cè)到有人到來(lái)，此時(shí)可自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生sf6氣體泄漏或缺氧時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警。  3.2．系統(tǒng)的組成  3.2.1、sf6-o2監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)：可接收并判斷所采集數(shù)據(jù)并發(fā)出報(bào)警和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)指令，并將報(bào)警信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，內(nèi)有工作支持和誤報(bào)警過(guò)濾兩套軟件，最多可配備128個(gè)氣體探測(cè)單元。  3.2.2、sf6-o2氣體綜合探測(cè)單元：監(jiān)測(cè)sf6 和o2氣體的濃度。  3.2.3、分配器：監(jiān)測(cè)線路及信號(hào)擴(kuò)展功能。  3.2.4、溫濕度探測(cè)單元：根據(jù)電氣安全規(guī)范對(duì)環(huán)境溫濕度進(jìn)行監(jiān)控。  3.2.5、聲光報(bào)警器：對(duì)sf6-o2濃度超標(biāo)進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員。  3.2.6、遠(yuǎn)紅外傳感器：感應(yīng)人員的進(jìn)入并啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，避免工作人員進(jìn)入gis室時(shí)忘記啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。  3.2.7、風(fēng)機(jī)控制器：接收監(jiān)測(cè)信號(hào)控制風(fēng)機(jī)的啟停。  3.3．系統(tǒng)的主要功能  （1）空氣中氧氣含量檢測(cè)功能 （2）環(huán)境中sf6氣體含量檢測(cè)功能  （3）環(huán)境中溫、濕度檢測(cè)顯示功能 （4）缺氧報(bào)警功能  （5）sf6氣體含量超標(biāo)報(bào)警功能 （6）缺氧或sf6含量超標(biāo)，強(qiáng)制排風(fēng)功能  （7）定時(shí)排風(fēng)功能 （8）人工強(qiáng)制排風(fēng)功能  （9）上次排風(fēng)顯示功能 （10）實(shí)時(shí)顯示各種參數(shù)功能  （11）歷史資料查詢功能 （12）語(yǔ)音報(bào)警功能  （13）聲光報(bào)警功能 （14）自我診斷功能  （15）自我冷熱啟動(dòng)功能，防止死機(jī) （16）分散式報(bào)警模式，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性  （17）海量存儲(chǔ)功能 （18）具有遠(yuǎn)傳報(bào)警數(shù)據(jù)功能  3.4．系統(tǒng)的特點(diǎn)  3.4.1、集多重監(jiān)測(cè)功能于一身：主要針對(duì)最重要的sf6氣體和氧氣濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并兼有溫度、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)的輔助監(jiān)測(cè)功能，符合《電業(yè)安全工作規(guī)程》要求。  3.4.2、早期現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警：通過(guò)微量監(jiān)測(cè)技術(shù)能發(fā)出早期現(xiàn)場(chǎng)警報(bào)，并指示氣體泄漏位置，及時(shí)通知危險(xiǎn)地點(diǎn)內(nèi)人員疏散，尋找及消除泄漏源，保護(hù)運(yùn)行設(shè)備。  3.4.3、現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)：一根電纜連接所有變送器及主機(jī)，可分立可組合，具有很強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性。  3.4.4、多點(diǎn)組網(wǎng)監(jiān)測(cè)：多點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)，滿足現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需要，提高監(jiān)測(cè)可靠性。  3.5．系統(tǒng)的一般配置  110kv變電所gis室設(shè)計(jì)的sf6氣體泄漏監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)一般有以下部分組成：  3.5.1、監(jiān)控主機(jī)：壁掛式監(jiān)控主機(jī)，包括cpu主控單元、報(bào)警單元、顯示單元和通風(fēng)控制單元。配合監(jiān)控軟件，與設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的各變送器相連接。  3.5.2、sf6和o2氣體綜合探測(cè)單元：監(jiān)測(cè)sf6設(shè)備區(qū)域中sf6氣體和氧氣的含量。安裝在gis室sf6組合電器下部的槽鋼底座上，裝高100mm。  3.5.3、溫濕度標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)單元；包括溫度傳感器和濕度傳感器，監(jiān)測(cè)sf6設(shè)備區(qū)域的溫度和濕度，監(jiān)控空間靠近氣體探測(cè)單元的地方。  3.5.4、分配器：電源與信號(hào)分支器。  3.5.5、風(fēng)機(jī)控制器：接受主機(jī)的風(fēng)機(jī)控制信號(hào)，控制風(fēng)機(jī)啟和停。  3.5.6、聲光報(bào)警器個(gè)：發(fā)生sf6氣體泄漏或缺氧時(shí)進(jìn)行報(bào)警，安裝于gis室的入口門(mén)框上部。  3.5.7、遠(yuǎn)紅外傳感器：工作人員進(jìn)入時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，與聲光報(bào)警安裝在一起。  3.6．系統(tǒng)的安裝調(diào)試  3.6.1、系統(tǒng)的安裝及電纜接線  探測(cè)單元選擇在固定在gis設(shè)備基礎(chǔ)槽鋼或支架上，每個(gè)傳感器敷設(shè)電源電纜和信號(hào)電纜各一進(jìn)一出。電源、分配器的線纜敷設(shè)視變送器數(shù)量而定。  3.6.2、系統(tǒng)調(diào)試  系統(tǒng)全部安裝完畢后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試主要分以下幾個(gè)步驟：  1）監(jiān)控主機(jī)參數(shù)設(shè)置 2）通訊端口設(shè)置  2）通訊測(cè)試 3）sf6氣體、氧氣體綜合探測(cè)單元測(cè)試  4）溫濕度標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)單元測(cè)試 5）同步顯示測(cè)試  6）語(yǔ)音提示、報(bào)警測(cè)試 7）報(bào)警燈測(cè)試  8）定時(shí)啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定  監(jiān)測(cè)主機(jī)內(nèi)部有l(wèi)ed指示燈和報(bào)警蜂鳴器，當(dāng)報(bào)警指示燈亮?xí)r，說(shuō)明變電所內(nèi)sf6濃度超過(guò)設(shè)定值或o2濃度低于18%，工作人員應(yīng)立即離開(kāi)gis室。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，待主控制器結(jié)束通風(fēng)后，值班人員查看各種參數(shù)，確認(rèn)安全后，再進(jìn)入gis室維修或操作。  4、結(jié)束語(yǔ)  110kv變電所是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的變電站模式，上述sf6監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝調(diào)試中的大量數(shù)據(jù)、參數(shù)將對(duì)其它國(guó)內(nèi)在建的110kv變電所建設(shè)起到很好的借鑒作用。  參考文獻(xiàn)  1．陸生貴．一種高穩(wěn)定性的sf6氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)．《福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》2008年5期  2．祁宏． 變電站配電間隔sf6氣體泄露的檢測(cè)．《電工技術(shù)》2009年4期  3.鹿波．sf6電力設(shè)備氣體泄漏的檢測(cè)．《電氣世界》2010年2期  作者簡(jiǎn)介：  楊軼男，男，1979年生，2002年畢業(yè)于佳木斯大學(xué)電氣技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)工作于中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司項(xiàng)目支持部，副主任工程師  王本明，男，1979年生，2002年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院通信專業(yè)，現(xiàn)工作于中國(guó)石油管道分公司第三項(xiàng)目經(jīng)理部，工程技術(shù)部部長(zhǎng)  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用pdf形式查看。