GIS设备改造加装SF6三通阀控装置和密度微水传感器

***水电开发有限公司南沙电厂220kV GIS设备采用河南平高电气股份有限公司的六氟化硫封闭式组合电器（GIS），该GIS设备在2007年安装运行至今已有14年之久，按照电力行业《电力设备预防性试验规程》相应要求，每年需定期开展SF6微水含量检测工作。现役设备的结构决定了检测工作需要依靠人力定期开展，并且在测试校验密度继电器时需拆卸各气室监测的SF6密度继电器前端过渡连接导管或者检测接头堵板，此种作业方法，不仅需要大量人力拆除每一个气室的SF6气体密度继电器或者检测接头堵头，完成检测后再次回装拆卸的设备，在拆卸、安装过程中容易引起安装部件磨损，极有可能导致SF6气体泄漏。因此现场不满足《国家能源局关于防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全〔2014〕161号文）第13.1.6条规定：六氟化硫密度继电器与开关设备本体之间的连接方式应满足不拆卸校验密度继电器的要求，同时也不具备在线监测各个气室密度、微水、压力、温度等功能。

为适应我国电力行业体制改革的需要和加快电气设备在线监测技术及状态检修的发展步伐，将故障检修与预防性相结合，以实现**可靠性和最低成本消耗为目标的状态检修模式，现根据现场实际并结合约泰电力公司在SF6开关监测与维护方案的专业性和多年的经验积累，特提出本项目技术改造方案，以供用户决策和参考。

根据《Q_GDW 534-2010 变电设备在线监测系统 技术导则》、《DLT 1054-2007 高压电气设备绝缘技术监督规程》、《QGDW 172-2008 SF6高压断路器状态检修导则》、DLT 846.5-2004 高电压测试设备通用技术条件 第5部分：六氟化硫微量水分仪SF6密度微水在线监测系统以及DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》、GB/T8905-1996《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》等相关行业规程对SF6 气体密度、特别是微水含量进行严格控制。尤其，开展输变电设备状态检修的研究、开展设备状态分析与评估是当前实现输变电设备无人化职守与维护以及变电站智能化管理工作的需要。约泰电力SF6密度微水在线监测系统可以使用户更加方便、随时随地的访问和了解各变电站的运行状态。检修维护人员可以很清楚的知道自己需要什么，该怎么做。以基于DRYCAP®检测技术基础的微水测量分析算法以及数字式SF6气体密度监测技术。结合数字处理技术（DSP）、实时数据库技术所形成的专家诊断系统。它保障了通过动态的数字压力和微水监测数据变化来精准的反映开关内部气体质量恶化趋势变化情况，为用户提供状态预防性检修提供科学依据。

一、改进加装SF6三通阀控装置和密度微水传感器后意义

1、可满足不拆卸在线校验每个气室的SF6密度继电控制器功能，通过操作四通阀控装置上的旋钮，实现阀门与设备本体气路的通、断，从而实现对设备本体的充气、补气以及SF6密度继电器控制器的在线校验与更换工作；满足了《国家能源局关于防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全〔2014〕161号文）第13.1.6条规定：六氟化硫密度继电器与开关设备本体之间的连接方式应满足不拆卸校验密度继电器的要求。

2、实现在线监测各个气室的SF6密度、微水、压力以及温度，并可在服务器上集中显示各监测单元编号、标准压力（20℃）、微水值（ppm）、当前压力、当前温度、露点值以及密度报警值和闭锁值等参数，通过动态的数字压力和微水监测数据变化来精准的反映开关内部气体质量恶化趋势变化情况，为用户提供状态预防性检修提供有力的科学依据，

3、减少停电时间和节省管理维护成本

3.1 目前采用的方法定期停电试验、检修和维护。定期试验需要安排停电计划；到期必修，没有充分考虑设备实际状态，导致不少超量维修，造成了人力及物力的大量消费；而状态监测以状态为基准，在线监测，取代了定期试验，维护费用可大大地降低。

3.2 对设备进行性能评估，通过状态监测对设备运行状态进行了解和掌握，可对设备的使用性能、运行寿命、利用程度进行评估以便调整使用，从而提高经济效益。

二、系统的组成

综上所述，该项目SF6密度微水监测系统组成由一台监测主机、若干个密度和微水监测单元、信号集线汇控机柜、通讯线缆以及加装的四通阀控装置组成。现场主机采用工控机，也可根据用户的需求不在现场设立主机，而直接将监测数据传送至中控室计算机进行动态监控，各密度微水监测单元根据现场安装在各间隔气室连接密度继电器前端的四通阀控装置，四通阀控装置的接口一接在GIS设备本体端，接口二接入SF6密度微水监测传感器，接口三接入SF6密度继电器,其中的接口4以作SF6密度继电器检测校验实验以及内部进行微水、分解物检测、充补气等操作。

三、设计思路

经过改革开放之后经济快速发展对电力需求的影响，尤其近十年以来，SF6开关站因其独特的优势，其建设经历从无到有，从有到普遍应用，增长速度十分迅速。然而正因应用时间不长，在其中的诸多维护工作上一直沿用“到期必检”的定期检修制度，这种常规的定期检修缺乏合理性和科学性，其结果不是检修过剩，就是检修不足。并且在SF6开关本体气体密度和微水检测方面存在严重不足，给设备运行、进入现场的人身安全、气体的浪费、环境污染带来了严重的危害。

本项目系统正是在满足国家对SF6电气设备安全管理的上述政策要求上开发实施的。以适应我国电力行业体制改革的需要和加快电气设备在线监测技术及状态检修的发展步伐，将故障检修与预防性相结合，以实现**可靠性和最低成本消耗为目标的状态检修模式。

四、最终目标

所述项目以分布式CAN总线技术的应用分析与现场测试，将实现SF6气体密度和微水的数字化实时在线监测。实现将数字采样信号以DSP技术与CAN总线技术的结合，以及现场监控与远程监控系统的软硬件整合。在数字化、网络化盛行的今天， SF6开关站传统的维护形式和管理技术急待升级和改进。他为新时期下的状态检修、智能综合管理提供了有效手段。他通过完善体系建设和软硬件手段，收集设备的运行工况、基本状态等资料。对设备进行状态评价、风险分析，自动输出设备检修计划，从而提高检修工作的针对性和有效性，提高设备完好率和利用率。

五、关键技术和创新点

1、数字式在线监测SF6气体压力、温度与微水含量，自动转换并显示实时数据；

2、集就地监测、控制室监控管理与远程监控的全方位数据及状态管理。不再需要繁杂的现场抄表工作。

3、根据历史监测数据自动绘制趋势曲线图，并输出状态诊断和检修建议报告。用以开展开关设备的状态检修。

4、根据开关参数灵活设置报警/闭锁门限，解决传统指针式密度表通用性差，维护成本高、维护麻烦的不足；

5、微水的在线监测减少了微水检修的时间，也减少了因检修所带来的人为损坏设备。

6、在线式的微水测量避免了微水检测时气体的排放消耗，减少了检修补气查漏等的检修工作量。

7、以分布式CAN总线通讯接口，提高了现场通信的数据传输可靠性和抗干扰能力。并以〈IEC 60870-5-103继电保护设备信息接口配套标准〉通讯规约实现远程管理。