SF6氣體濃度在線監(jiān)測報警系統
1.前言
近年來，由于SF6氣體絕緣強度高、滅弧特性好，而且還增加了開斷能力。已成為當今廣泛應用于各種電壓等級的SF6氣體斷路器、組合電器（GIS）等產品。但SF6氣體經過高溫拉弧放電的分解物、氟化亞硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）、四氟化硫（SF4）、二氟化硫（SF2）等對人體有極大的損害?！峨姌I(yè)安全工作規(guī)程》特別規(guī)定，安裝SF6氣體電氣設備的相關場所必須安裝氧氣和SF6氣體濃度在線監(jiān)測報警系統，并安裝必要的通風換氣裝置。
2.系統概述
本系統具有*的可靠性和安全性及相對低廉的價格，使得本系統可以廣泛應用于各種電壓等級的SF6開關室、組合電器室（GIS）等場所。做到準確及時掌握運行設備的健康狀況，由監(jiān)測中心的后臺計算機管理系統以及軟件系統，將多座變電站集中管理。監(jiān)測中心的后臺管理系統、通過B／S模式網絡共享，相關人員可通過局域網進行數據的查看分析，并可修改報警閥值、若某組超出設定報警閥值，則自動聲光報警，自動彈出該組的信息，進入預警，使運行人員及時掌握并提前處理事故隱患，保障工作人員人身安全。
本系統采用進口傳感器，結合CPU強大的控制能力，可實時在線監(jiān)測SF6氣體的濃度和環(huán)境溫濕度及氧氣的含量并將測量結果采用總線進行數字傳輸、做到準確及時掌握運行設備的狀況，還可以控制風機的開關。
3.產品特點
◇軟硬件可裁減
本系統的檢測器一機多能，可通過方便的外部設置對檢測器功能進行靈活的軟硬件裁減，以適應不同場合的需求，盡努力為客戶節(jié)省成本。
◇超低誤報率
本系統針對傳統產品誤報率高的缺點，采用溫度補償，杜絕了空氣擾動及混合氣體、溫濕度變化等帶來的影響，從根本上解決了系統不穩(wěn)定的問題。
◇高精度實時檢測
本系統超聲波聲速測量與衰減法相結合，可定量、實時在線測量SF6氣體濃度，克服了傳統測量方法如負電暈放電法和鹵素傳感器法只能定性判別是否越限的缺陷，不能夠準確得到氣體中SF6含量。
◇多重檢測功能
本系統主要針對SF6氣體泄漏和缺氧狀況進行檢測，并兼有溫度、濕度等環(huán)境數據的輔助檢測功能，*符合《電業(yè)安全工作規(guī)程》要求。
◇完備的通信網絡
本系統將RS485接口聯合運用，為多個分機在現場檢測多種數據，然后傳給一臺集控器進行處理與顯示及指令、存儲構建了一個適宜的通信網絡。
◇歷史數據記錄和查詢
本系統配有大容量數據存儲器，可實時記錄歷史數據，并可隨時對歷史數據進行查詢。
◇長壽型設計
本系統為了延長壽命，SF6傳感器采用間歇式工作，大大提高了傳感器的工作穩(wěn)定性和使用壽命。
◇高度人機交互功能
本系統液晶輸出現場參數、報警歷史數據、上次風機啟動時間，并可通過鍵盤、液晶聯合作業(yè)進行時間設置、風機工作參數設置、報警限值設置等，并且有人工啟動風機功能。
◇抗*力強
本系統對干擾問題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設計上分別采用了多種有效的抗干擾處理方法，保證了系統的穩(wěn)定工作，以及測量數據的準確性；
4.系統功能
◆環(huán)境中SF6氣體和O2濃度定量檢測功能；
◆環(huán)境中溫、濕度定量檢測功能；
◆檢測間隔用戶可調、可疑檢測點自動加強跟蹤功能；
◆判斷現場數據是否超出設定限值，超出則進行報警、啟動風機等控制輸出動作功能；
◆大屏藍色液晶輸出實時檢測數據和歷史數據記錄，歷史數據記錄包括報警時間、報警時各環(huán)境參數、最近若干次測量參數、最近一次風機啟動時間等參數的記錄與查詢功能。
◆通過鍵盤進行時間設置、風機工作參數設置、分機設置、檢測模式設置、報警限值設置，有人工強制啟動風機功能，通過集控器的開關按鈕人工開自動關風機功能。
◆具有數據上傳到PC機的功能；
◆自動零點校準功能、克服漂移和誤報、以及系統自診斷功能；
5.主要技術指標
1、SF6氣體濃度測量范圍：0～3000 ppm 精度：優(yōu)于50 ppm
2、SF6氣體濃度報警點： 1000 ppm （0—3000 ppm范圍內可設制）
3、氧氣濃度檢測范圍： 0～25%
4、缺氧報警點： 18%（0～22%范圍內可設制）
5、氧氣測量精度： <0.4%,O2在20.9%時
6、溫度顯示范圍： -25～＋85℃ 精度：0.1℃
7、濕度顯示范圍： 0～99%RH 精度：1%
8、工作電源： AC/DC 220V±20%
9、功耗： 集控器<15W、檢測器＜3W、風機控制器＜3W、顯示屏＜10W
10、報警輸出接點電流： AC220V/2A
11、風機控制器：脈沖型（接點電流2A）
12、風機通風時間設定：15min/次或30min/次（每日定時自動啟動一次）
13、通訊方式：RS-485總線方式
15、通訊規(guī)約：Modbus RTU
6.SF6氣體濃度在線監(jiān)測報警系統架構
本系統構：由五個單元組成：
本地檢測單元、本地控制單元、信號傳輸單元、集控采集單元和后臺管理單元。
復合型報警器包括六氟化硫檢測單元、氧氣檢測單元、溫濕度檢測單元和通信單元，對六氟化硫的檢測運用超聲檢測技術克服了使用壽命短、穩(wěn)定性差等缺點，能實時監(jiān)測到環(huán)境中SF6氣體濃度的變化，并將檢測到的數據通過RS-485總線傳送至集控器。
6.1 SF6氣體檢測器
● 功能簡介
報警器包括六氟化硫檢測單元、溫濕度檢測單元和通信單元，對六氟化硫的檢測運用超聲檢測技術克服了使用壽命短、穩(wěn)定性差等缺點，能實時監(jiān)測到環(huán)境中SF6氣體濃度的變化，并將檢測到的數據通過RS-485總線傳送至集控器。
● SF6氣體檢測器技術指標
☆ 溫度測量范圍：-25～85℃ 精度：0.1℃
☆ 濕度測量范圍：0～99% 精度：1%
☆ 工作電源：DC/24V
☆ 功耗：<3W
☆ 通信接口：RS485
☆ 通信規(guī)約：Modbus協議RTU傳輸CRC16校驗
☆ 外型尺寸為：170×140×80mm
6.2集控采集數顯報警機主要功能
● 功能簡介
SF6監(jiān)測主機包括CPU主控單元、報警單元、通信單元、顯示單元和通風控制單元。通過與現場的各檢測器相連接，能準確無誤的接收檢測器傳送過來的檢測數據，通過運算分析，判斷是否超標，超標則進行聲光報警、啟動風機等輸出動作，主機采用大屏藍色液晶，用于顯示現場測量的實時數據，還可與鍵盤聯合作業(yè)，進行歷史數據查詢、系統時間設置、檢測模式設置等操作，操作界面簡單、友好，還具有手動啟動風機功能。采用掛壁式安裝方式。
●技術指標
☆ 報警輸出接點電流：2A
☆ 功耗：<15W
☆SF6氣體濃度報警點： 1000μV/V（50—3000μV/V范圍內可設制）
☆ 缺氧報警點：18%（0～22%范圍內可設制）
☆ 工作電源：AC220V/50HZ
☆ 通信接口：一路對上RS485，一路對下RS485
☆ 通信規(guī)約：Modbus協議RTU傳輸CRC16校驗
☆ 安裝方式：掛壁式
7.后臺軟件
后臺管理又分為硬件平臺和軟件平臺。硬件平臺包括網絡通訊設備、服務器、客戶機等。軟件平臺包括采集系統、列表系統、配置系統以及組態(tài)系統。
服務器是整個系統的核心，基本任務是數據的維護和數據的處理；客戶機負責提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動圖等。
配置系統對整個監(jiān)測管理系統進行選配，選定需監(jiān)測的項目，即子系統的組合；采集系統主要功能在于實時采集集中監(jiān)測單元的數據、包括模擬量、開關量、狀態(tài)量、控制量等；列表系統負責將所有子系統數據整理成表格的形式，包括實時數據、歷史數據，可與打印機聯機進行匯編打??；組態(tài)系統包括當地地圖、主接線、設備工況、實時檢測數據曲線與歷史數據曲線等界面，直觀的描述現場環(huán)境狀態(tài)及高壓設備運行狀態(tài)。
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