基于GIS設(shè)備氣壓監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)的研究

宗飛 趙甦

摘 要：氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GIS）在變電站內(nèi)常年的封閉結(jié)構(gòu)，幾乎不受大氣壓條件影響、安全性能好、結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定而被廣泛地應(yīng)用于變電站中。由于GIS內(nèi)部六氟化硫（SF6）氣體壓力高，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)中，經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)漏氣事故，嚴(yán)重者會(huì)對(duì)設(shè)備本身及周?chē)O(shè)備造成難以估量的損失，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，在GIS運(yùn)行時(shí)，如何高效地對(duì)其內(nèi)部SF6氣壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)和安全的維護(hù)，對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行十分重要，是電力運(yùn)維部門(mén)需密切關(guān)注的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：GIS;氣壓監(jiān)測(cè);泄漏

目前由于高壓氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GIS）具有可靠性高、占地面積小、不受外界環(huán)境條件影響等優(yōu)點(diǎn)，在電網(wǎng)建設(shè)中受到廣泛的應(yīng)用。GIS與的普通的設(shè)備不一樣，它主要是采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，對(duì)應(yīng)金屬筒內(nèi)所有的設(shè)備都被SF6氣體包裹，但是，隨著設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，內(nèi)部SF6氣體會(huì)出現(xiàn)一定程度的泄漏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行，造成財(cái)產(chǎn)及生命損失。因此，需要對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部SF6氣體壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

目前GIS在密封缸體上安裝有普通氣壓表，通過(guò)氣壓表指針指示GIS內(nèi)部氣壓。每一次對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，操作人員必須去設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抄表，有時(shí)候時(shí)候需要操作，工作量大，并且具有一定危險(xiǎn)性。

1 某變電站運(yùn)行現(xiàn)狀

以某500kV變電站為討論依據(jù)，該站建立2008年，變電站為室外GIS設(shè)備，自投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)維人員經(jīng)巡視、檢修后發(fā)現(xiàn)站內(nèi)GIS設(shè)備部分氣室經(jīng)常出現(xiàn)漏氣缺陷，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)一般都存在有局部的漏氣情況，一但設(shè)備出現(xiàn)漏氣的故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的絕緣上存在薄弱，嚴(yán)重的設(shè)備故障和系統(tǒng)安全。所以目前所有的變電站內(nèi)都需要定時(shí)監(jiān)測(cè)GIS的氣體壓力以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

目前GIS在密封缸體上安裝有氣壓表和沖壓管接頭。運(yùn)維人員必須定時(shí)采用人工現(xiàn)場(chǎng)察看的方式進(jìn)行氣壓監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)氣壓不足時(shí)，手功通過(guò)沖壓管接頭對(duì)GIS密封罐加壓。這樣人工查詢和加壓方式操作繁瑣，需要工作人員在高壓現(xiàn)場(chǎng)操作，危險(xiǎn)性大，可靠性低。

2 在線監(jiān)測(cè)研究?jī)?nèi)容

本文通過(guò)對(duì)GIS設(shè)備氣壓監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)的研究，以某變電站500kVHGIS設(shè)備為對(duì)象，討論對(duì)GIS設(shè)備實(shí)施氣壓監(jiān)測(cè)的有效手段和方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS設(shè)備的氣壓狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)各設(shè)備所出現(xiàn)的氣壓告警異常，相關(guān)信號(hào)傳送裝置就會(huì)要運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)通知信息，讓運(yùn)行人員好及時(shí)的排除危險(xiǎn)隱患，合理安排設(shè)備的例行檢修，以迅速的好安排人員進(jìn)行檢修處理，直接的降低維護(hù)成本。具體的研究?jī)?nèi)容包括：1）對(duì)GIS設(shè)備氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹，包括壓力測(cè)量技術(shù)、無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)、GPRS技術(shù)，GIS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基本原則、GIS設(shè)備無(wú)線氣壓監(jiān)測(cè)技術(shù)原理和方法。2）GIS智能無(wú)線氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝于變電站內(nèi)，主要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)GIS設(shè)備內(nèi)SF6氣體壓力的遠(yuǎn)程監(jiān)控，主要功能有：

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)GIS氣壓：安裝在GIS設(shè)備上的無(wú)線壓力變送器定時(shí)準(zhǔn)確采集GIS氣壓數(shù)據(jù)，氣壓采樣頻率根據(jù)客戶要求定制，報(bào)警頻率自適應(yīng)調(diào)整;

（2）智能無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸：通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和GPRS技術(shù)，將無(wú)線壓力變送器采集到的壓力數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心服務(wù)器上;

（3）遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)：在遠(yuǎn)程服務(wù)器計(jì)算機(jī)上對(duì)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形和數(shù)據(jù)顯示;

（4）氣壓監(jiān)測(cè)報(bào)警：通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器計(jì)算機(jī)和手機(jī)短信兩種方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警，根據(jù)數(shù)據(jù)信息自適應(yīng)調(diào)整采用頻率;

（5）數(shù)據(jù)庫(kù)功能：將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，可進(jìn)行查詢、打印報(bào)表等操作，便于工作人員進(jìn)行歷史查詢。

3 系統(tǒng)組成

GIS智能無(wú)線氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一般都在設(shè)備內(nèi)部安裝了壓力傳感器，通過(guò)探頭可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)GIS柜內(nèi)壓力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有漏氣或者相關(guān)威脅時(shí)，并通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或者是現(xiàn)場(chǎng)后位機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，全面實(shí)現(xiàn)了智能變電站系統(tǒng)的無(wú)人值守成效，并且在大物云移智的技術(shù)潮流下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓智能化、安全化、信息化水平武裝GIS變電站。無(wú)線壓力變送器充分考慮的高壓變電站安裝環(huán)境，采用低功耗設(shè)計(jì)，通過(guò)鋰電池供電即可，并通過(guò)無(wú)線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需外部連接電纜，安裝方便，安裝維護(hù)成本低，也易于對(duì)已建好的變電站進(jìn)行技術(shù)改造采無(wú)線通信網(wǎng)路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，該網(wǎng)絡(luò)具有大容量、多路徑、自修復(fù)、時(shí)延短等特性。

遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器接收無(wú)線接收模塊通過(guò)GPRS將本區(qū)域內(nèi)各無(wú)線壓力變送器采集到的GIS設(shè)備內(nèi)SF6氣體壓力信息，GIS設(shè)備SF6氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理軟件在遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器上運(yùn)行，將SF6壓力信息進(jìn)行處理和數(shù)據(jù)庫(kù)管理，對(duì)SF6壓力超過(guò)額定值的GIS設(shè)備，服務(wù)器計(jì)算機(jī)通過(guò)短信DTU向運(yùn)維人員指定手機(jī)發(fā)送短信報(bào)警。

4 結(jié)論

變電站管理的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和自動(dòng)化是電力發(fā)展要求的必然趨勢(shì)，變電站的無(wú)人值守、智能管理和安全管理是電網(wǎng)現(xiàn)代化的必由之路。

如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的壓力測(cè)量和智能無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)變電站GIS設(shè)備氣壓監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，全方面提高變電站內(nèi)GIS設(shè)備安全高效穩(wěn)定運(yùn)行是以后GIS變電站發(fā)展的主要方向。

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