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GIS在线微水监测系统的运用研究

发布日期:2021-06-25 19:40   来源:未知   阅读:

  www.nmgmh.cn气体微水在线监测装置国外已在运行,湿度主要采用红外光谱法,采用压力传感器。这种原理性能稳定但是价格非常昂贵。

  国内市场目前普遍采用离线测量微水、,需要放气、补气等繁杂的过程,操作麻烦而且不安全,也有在线微水检测产品单一,传感器寿命短,缺少智能化,无法查看任意点微水及的变化,日常维护量高。产品都存在很大的缺陷,SF6气体微水在线监测装置产品的湿度传感器都采用相对湿度传感器,这种传感器误差大、精度不准确、漂移厉害,通过程序处理假象显示,欺骗性大;优点就是价格低廉。

  针对以上不足情况,开发一种SF6气体微水在线监测装置,性能优越,价格符合国情,因此湿度传感器采用高精度的高分子薄膜传感器,运用了先进的精确的SF6气体压力和温度之间关系的数学模型换算,采用嵌入式微机技术,实现报警、闭锁动作点通讯远传。接入后台操作系统跟上位机相连,做到实时监控、实时显示。将来该系统必须融入集控中心,实现数字化智能变电站多种在线. 介绍国内外研究机构对本项目的研究情况;

  国外研究在70年代并取得了一定成果,日本三菱公司在“97国际电力设备及技术展会”上展示了包含在线微水及在线局放等多项产品。美国纽约电管局及加拿大魁北克水电局1993年安装了MONITEC监测

  发现多次事故,保证了电力供应。近年来随着新型传感器技术的不断应用,国外相继推出了一些状态监测的示范性产品,典型的有日本东芝的C-CIS和ABB公司的EXK型智能化GIS,应用了负电晕传感器、压力传感器、气体传感器、温度传感器在线气体GIS的微水变化趋势。使整个组合电器在二次在线监测系统下安全运行。国内主要还停留在传统的SF6气体微水含量的离线检测基础上,具有精度低、检测繁琐、检测数据可比性差等缺点。随着国内

  广泛的应用,国内的研究单位在90年代末期也开展了相应的研究,目前还处在研究成果多为单一或较少功能的分散式监测,多为相对湿度传感器,精确性差,无法实现数字化智能变电站的联网监测。

  装置主要用于在线气体的微水、、温度及其变化趋势。当SF6气体有关指标出现变化时,给出变化曲线;有关指标达到报警状态时,报警或自动启动报警装置;当有关指标超标达到危险状况时,以保障设备和变电站整套系统的安全。上述监测设备配有RS485/CAN通讯接口,可将监测数据实时上传至变电站、城市中心乃至更上级监控中心,真正实现变电站,尤其是无人值班站的设备在线监测。并为断路器的状态检修提供了有效依据。

  SF6气体微水含量在线监测系统需要采集GIS的湿度、温度和压力3个特征量 ,并对这3个特征量信号进行预处理、传送、存储、计算、判断和显示来完成整个在线监测过程 ,因此该系统由传感器、变送器、主控 PC机组成。单片机是采用美国Silabs公司C8051F高速MCU,该单片机为CIP51内核, 具有Cygnal指令与MCS51指令系统全兼容的特点。系统采用RS485与PC 机通信。SF6在线监测系统通信理论距离是 1. 2 km,一台计算机理论上可以与128台SF6在线检测仪中的单片机进行通信。计算机可以随时向SF6 在线监测仪中的单片机请求当前及历史的湿度、温度、压力探头信号数据。PC机与单片机的通信方式为: PC 机采用主控方式,单片机采用中断方式。每个单片机都有一个“本机 ”地址,以便计算机对其寻址。工作原理图参见图1。

  GIS微水在线监测装置的传感器主要由3部分组成:湿度传感器、温度传感器和压力传感器。为了便于随时装卸,设计了一种将传感器安装于设备取气口外接的在线监测仪的测量腔体中的方法,通过取气口使传感器与被测气体连通。这样,当 GIS中的微水含量变化时,由于自然扩散的作用,安装于设备取气口外部的湿度探头也可以在较短时间内检测到GIS中微水的变化。在实验室内对一段母线筒中与测量腔体中微水的自然平衡过程进行了试验研究,从而为现场在取气口外接传感器进行湿度的在线监测提供了依据。

  SF6气体中微水含量的检测属于低湿度测量的范畴,因此该系统选用的是适于低湿环境测量的薄膜电容型湿度传感器,该传感器具有长期稳定性好、灵敏度高、响应快等优点。温度和压力的测量较湿度测量要容易一些,而且温度传感器和压力传感器技术要比湿度传感器成熟得多。该系统温度传感器采用的是AD590,该器件具有良好的线性和互换性,测量准确度高,并具有消除电源波动的特性;压力传感器选用的是压阻应变式压力传感器。

  芬兰维萨拉(Vaisala)是聚合物薄膜测量传感器的首创者,在湿度测量领域有60年的实践经验,其利用聚合物薄膜开发的专门用于测量低露点的传感器DRYCAP®性能稳定,不受凝结水和大多数化学物质的影响,并且由于使用DRYCAP®的露点仪采用了零点自动校准、增益回归两项专利技术,使得露点测量范围宽、精度高、长期稳定性好、性价比极佳。

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