一、SF6气体监测系统简介
1、系统组成
SXBY-S-2 SF6气体状态在线监测系统主要用于在线监测 SF6 电气设备中气体的微水、密度、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;
系统采用分布式结构,主要由BYF微水密度传感器、SXBY-S-2 气体状态监测IED及BY3000监控后台三部分组成,采用IEC61850通信规约,采用光纤通信方式。
SF6微水密度在线监测系统,如下图1所示:
2、关键技术介绍
2.1 湿度传感器具有自动化校准技术:采用瑞士IST高分子薄膜电容,具有微水测量的自动校准技术,当湿度传感器发生漂移时该技术能够通过软件进行定期校正,从而确保湿度传感器长期准确性。
图1 传感器内部结构图
图2 自动校准技术
高精度湿度传感器核心技术是低露点下的测量稳定性,因为传感器自身会产生漂移从而导致测量误差,特别是测量微水的电容传感器。传感器会通过背部的铂电阻加热,传感器冷却到环境温度时,开始监测湿度和温度读数,偏移校正可以补偿任何潜在的漂移。
2.2 高精度压力传感器:采用工业测量领域世界领先的美国TE Connectivity硅压阻传感器,具有低噪音,高灵敏度,高线性度。
2.3温度、湿度一体式封装:温度、湿度传感器一体式封装,温度传感器植入探头位置解决测量温差问题。
温度值是计算SF6密度数据的核心,气体压力和温度值通过Beattie-Bridgman formula 公式SF6气体的密度,温度精度的核心是能否充分接触SF6气体,图1传感器探头部分,与SF6气体直接接触,行业一般集成在电路板上,温度传感器与SF6气体是隔绝的,测量误差大。
2.4 强抗干扰能力: 针对高电压等级变电站强干扰的使用工况,在软硬件设计上充分考虑过程层相对恶劣的运行环境,通过静电放电、电快速瞬变脉冲群浪涌抗扰度试验、工频磁场抗扰度试验、脉冲磁场抗扰度试验最高等级试验的验证。
2.5 装置密封性:传感器密封部分一体成型,通过O型圈进行密封。在-50℃低温环境下保证设备气密性。
当环境温度处于-50℃下48个小时后对传感器进行氦气检漏,检漏仪设定值为5.0*10-5mbar.l/S(国标),检漏方式:正压法,此阀经检验漏率为:1.9*10-6mbar.l/S,
二、传感器技术参数指标
类别 |
技术参数 |
测量范围及精度: | |
密度 |
0~1MPa,±1% FS |
露点 |
-50℃~+20℃,±3℃ |
微水值 |
10~20000ppm |
温度 |
-40℃~+80℃,±1℃ |
传感器响应时间: | |
压力传感器 |
<0.5S(20℃) |
露点传感器 |
2S(20℃) |
工作环境: | |
工作温度 |
-40℃~+80℃ |
过载安全压力 |
20 bar |
相对湿度 |
0…100RH% |
一般参数: | |
通讯方式 |
RS-485,标准Modbus协议 |
功率 |
<1W |
绝对漏气率 |
≤10-9Pa·m3/s(氦气检测) |
额定充气压力 |
0.6 MPa abs |
防护等级 |
IP65 |
工作电源 |
18…36VDC |
三、工程配置及实施方案
1、SF6微水压力传感器安装
1)首先准备好将气室的阀门关闭,拆下接头处的法兰挡板,将传感器与平芝接头对接,用现场螺栓固定,扳手紧固,确保安装牢固后,打开气室的阀门,同时传感器内部会充气,此时用检漏仪监测各个接头处是否漏气,有泄漏时需及时处理,可重复上述过程直到解决问题,如不漏气,可采用包扎法继续检漏,包扎检漏法过程如下:首先将监测器及连接气室的接头部分整体用密封袋包扎好,确保密封,静置6个小时以上后用检漏仪监测密封袋内的气体是否含有六氟化硫气体。
2)将所有传感器用通信电缆线连接好,注意设置接线端子标志。
根据现场三通阀补气口的尺寸,可定制气体监测装置接口阀,下图为常规气体监测装置安装示例。
气体监测装置安装示意图
2、电缆敷设要求
电缆敷设分以下几个部分:
1)SF6传感器到桥架(线槽)部分
SF6传感器通过葛兰接头锁定不锈钢波纹软管,电源&通信电缆通过防水的不锈钢波纹软管引入就近的GIS桥架,实现传感器与IED之间的高防护等级连接。
因现场的桥架没有预留孔位,需要乙方现场打孔。开孔的尺寸以不锈钢波纹软管的固定接头外径为准。
2)桥架(线槽)到电缆沟部分
该部分需要打开线槽的槽盒盖,把电缆穿行到电缆沟里头。注意不得影响现有电缆的正常运行,工作完成后注意恢复槽盒盖。
3)电缆沟到智能监测组件柜部分
该部分需要打开电缆沟水泥盖板,打通防火墙,沿电缆沟固定电缆。直通组件柜底座。
3.后台监控主机及监控软件的安装
后台监控主机安装在主控室主控桌上或者组屏安装,并安装相关监控软件。