CN102944645A - 一种sf6在线监测装置准确度检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种SF6在线监测装置准确度检测系统及方法，所述系统包括：气体发生装置、气体容器、温度控制箱、离线式SF6精密测量仪器以及SF6气体回收装置，其特征在于：气体发生装置为气体露点发生器或者标准气体，气体发生装置连接至气体容器；气体容器带有温度计、压力表以及密度监测装置，并与SF6在线监测装置以及离线式SF6精密测量仪器连接；离线式SF6精密测量仪器包括冷镜式SF6露点仪以及SF6分解产物测试仪；SF6气体回收装置用于回收检测完后的SF6气体。本发明可实现SF6在线监测装置准确度的检测，检测结果具有可溯源性，可靠性高，可大大提高SF6在线监测装置在电力系统中的作用，提高电力系统的安全性。

Description

一种SF6在线监测装置准确度检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种针对电力系统中输变电设备的在线监测装置—SF6在线监测装置准确度的检测系统及方法，利用气体容器模拟SF6输变电设备，利用准确度等级更高的离线的SF6参数测量装置，对SF6在线监测装置的测量准确度进行检测，属于电工测量与检测技术领域。

背景技术

输变电设备是电力系统中非常重要的设备，其运行状态直接影响系统的安全性。电力系统中传统的“计划检修”不顾设备的实际运行状况，具有很大的盲目性和强制性，存在较大的缺陷。为了及时发现电气设备的早期缺陷，防止突发事故的发生，同时减少不必要的停电检修，避免传统试验对输变电设备由于“过度检修”所造成的巨大损失，有效的延长设备的使用寿命，使设备检修达到优化配置，需要对输变电设备运行状态进行实时的在线监测或定时的在线检测。在运行的高压设备中应用在线监测、在线检测与诊断技术，使预知维修取代传统而落后的事后维修和定期预防维修是历史的必然。对输变电设备进行在线监测，可以进一步实现对输变电设备运行状况进行在线诊断，使电力系统检修从“定期检修”向“状态检修”发展。

SF6气体是一种优良的绝缘介质和灭弧介质，它具有无毒、不可燃、绝缘强度高和灭弧能力远远超过一般电介质的特点，在均匀电场中SF6气体的绝缘强度为气压相同的空气的2.5倍左右，同时SF6气体的灭弧能力为空气的数十倍。随着电力需求量的不断增长和环境保护日益收到人们的关注，SF6气体也越来越多的应用于高压电器设备中。 近几十年来，SF6气体绝缘设备已成为输变电设备发展的方向，各种SF6气体绝缘设备的技术参数已达到了很高的水平。SF6气体的出现使输变电设备绝缘无油化成为可能，其优良的灭弧能力使高压断路器在获得更大的开断容量的同时结构更加紧凑，维护工作量减小，尤其是催生了SF6气体绝缘组合电器（GIS）及其衍生电器设备，使高压电器发生了质的飞跃。

但是，SF6输变电设备在运行过程中，不可避免的会遇到气体泄漏和气体的含水量的问题，这些问题会影响到SF6设备在系统运行时的可靠性，所以，为了保证此类设备的安全运行，必须对设备中的SF6的状态进行在线监测。对于SF6高压设备来说，要保证设备的安全运行，可用于在线监测的状态参量主要有SF6的密度、微水含量以及放电后分解产物，现阶段国内多家生产厂家开发出来的针对SF6的在线监测装置都是基于此状态参量，但是由于生产厂家的良莠不齐，没有相应的国家标准出台以及没有相关的检测机构对在线监测装置的质量把关，无法对SF6在线监测装置所监测量示值的准确性进行考核，导致变电站无法完全信任在线监测装置所监测到的数据，仅仅只能作为参考用，无法对运行中的设备状况进行评价，使得在线监测装置远远没有达到其在电力系统中所能起到的作用，也不利于系统检修从“定期检修”向“状态检修”发展。

对于监测量为密度和微水含量的SF6在线监测装置来说，运行时测量设备内部SF6气体的压力、相对湿度以及温度，而后通过适当的修正方法，而最终显示的值为设备中SF6的在20℃时的压力值和20℃时的微水含量（露点值）。因为在工程实际中，SF6的气体密度监测是不容易实现的，通常转化为对压力的监测，但是密度恒定时，SF6的压力会随着温度的变化而变化，为了准确地反应压力的变化是由于漏气产生而不是温度产生的，就需要通过适当的修正方法，使SF6 实际压力修正为20℃时的标准压力，并将该值等效为气室内SF6的密度值；而对于微水含量来说，由于温度和压力对气体的微水含量都有影响，所以，单纯靠湿度传感器测的SF6的相对湿度无法代表SF6气体的微水含量，因为相对湿度的数据受气体的温度和压力影响，没有可参照性，所以测得的实施数据需要通过公式计算及查表得出SF6气体在20℃时的含水量（单位μL/L）和露点值（单位℃）作为参照量。

对于监测量为SF6放电后分解产物的SF6在线监测装置，主要是通过测量设备中产生放电后SF6分解产生的SO2、H2S及CO等气体的含量而实现对SF6输变电设备状态的监测的。

中国发明专利《用于SF6气体密度和微水的综合在线监控装置》（申请号：201010505637.8 申请日：2010-10-13）提出了一种用于SF6气体密度和微水的综合在线监控装置，包括气路部分，包括进气口、出气口和传感器安装口；电路部分，安装于所述气路部分上，并包括传感器和数据处理模块，其中，所述进气口与所述出气口之间采用单向逆止阀实现气路的连接。该发明有助于提升在线监控的准确度。然而该发明技术方案较单一，无法系统地解决上述问题。

有鉴于此，本发明提供一种SF6在线监测装置准确度检测系统及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的为了解决背景技术中所提到的无法为SF6在线监测装置准确度进行检测的问题，公开一种SF6在线监测装置准确度的检测系统及方法，建立SF6在线监测装置准确度检测系统，利用准确度等级更高的离线的SF6参数测量装置，对SF6在线监测装置所监测的密度、微水含量以及分解产物的测量准确度进行检测。

本发明的技术方案是：一种SF6在线监测装置准确度检测系统，所述系统包括：气体发生装置、气体容器、温度控制箱、离线式SF6精密测量仪器以及SF6气体回收装置，其特征在于：气体发生装置为气体露点发生器或者标准气体，气体发生装置连接至气体容器；气体容器带有温度计、压力表以及密度监测装置，并与SF6在线监测装置以及离线式SF6精密测量仪器连接；离线式SF6精密测量仪器包括冷镜式SF6露点仪以及SF6分解产物测试仪；SF6气体回收装置用于回收检测完后的SF6气体。

如上所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：所述气体容器为定制设备，带有仪器安装接口，用于将SF6在线监测装置按照正常工作状态安装于接口上。

如上所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：所述气体容器连接气体发生装置以及离线式SF6精密测量仪器的接口带有开关阀门，用于控制气体的通断。

如上所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：检测完成后，SF6气体通过SF6气体回收装置进行回收处理，不会对环境造成影响。

如上所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：所述温度计、压力表以及离线式SF6精密测量仪器为可溯源的测量仪器，使得SF6在线监测装置的准确度可以进行计量溯源。

本发明还提供一种SF6在线监测装置准确度检测方法，对SF6在线监测装置的准确度进行检测，其特征在于：被检SF6在线监测装置安装在定制的气体容器上，测量气体容器内气体的参量；根据SF6在线监测装置的性能要求通过气体发生装置发生不同参量的气体，充入气体容器中；使用温度控制箱模拟不同的工作温度，使用离线式SF6精密测量仪器测量气体容器内气体的参量，和被检SF6在线监测装置所测量的结果进行对比，计算两者误差，从而检测SF6在线监测装置的准确度。

本发明的有益效果是：本发明SF6在线监测装置准确度检测系统及方法可以实现SF6在线监测装置准确度的检测，检测结果具有可溯源性，可靠性高，可大大提高SF6在线监测装置在电力系统中的作用，提高电力系统的安全性。

附图说明

图1是本发明的系统构成示意图。

图2是本发明实施例的示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

如图1所示，本发明提供的一种SF6在线监测装置准确度检测系统，系统包括5个部分，气体发生装置、气体容器、温度控制箱、离线式SF6精密测量仪器以及SF6气体回收装置。其特点如下：

①气体发生装置为气体露点发生器或者标准气体。气体露点发生器可发生露点为-60℃～-20℃的SF6气体，具有精度高、范围广的特点，为现阶段的成熟产品。

②气体容器带有温度、压力以及密度监测装置，可连接气体发生装置、SF6在线监测装置以及离线式SF6精密测量仪器，连接气体发生器以及离线式SF6精密测量仪器的接口带有开关阀门，可控制气体的通断。

③离线式SF6精密测量仪器包括冷镜式SF6露点仪以及SF6分解产物测试仪。此两种设备为成熟产品，测量精度高于SF6在线监测装置。

④气体容器所带温度、压力以及密度监测装置、离线式SF6精密测量仪器等均为可溯源的测量仪器。

在图1中，气体容器置于温度控制箱内，气体容器带有温度计、压力表以及密度监测装置，有接口可连接气体发生装置、SF6在线监测装置以及离线式SF6精密测量仪器，离线式测量仪器后接SF6回收装置。首先，气体由气体发生装置产生，充入气体容器中，充入气体湿度以及充入量由气体发生装置控制，气体容器内气体温度由温度控制箱控制，气体容器的压力表和密度继电器以及温度计测量容器内气体的压力、温度和密度，待气体容器内气体温度稳定后，使用SF6在线监测装置进行测量，通过计算修正后得出SF6在线监侧装置的显示结果；然后，打开气体容器连接离线式测量仪器的阀门，使用离线式SF6精密测量仪器进行测量，测量过程中，SF6气体经过测量仪器后，进入SF6气体回收装置，测量结果与SF6 在线监测装置的显示结果进行对比，计算SF6在线监测装置的误差，完成SF6在线监测装置准确度的检测；之后，气体容器内的气体通过离线式测试仪器接口被SF6气体回收装置回收。

采用本发明提供的SF6在线监测装置准确度检测系统进行SF6在线监测装置准确度的检测方法，其步骤如下：被检SF6在线监测装置安装在定制的气体容器上，测量气体容器内气体的参量；根据SF6在线监测装置的性能要求通过气体发生装置发生不同参量的气体，充入气体容器中；使用温度控制箱模拟不同的工作温度，使用离线式SF6精密测量仪器测量气体容器内气体的参量，和被检SF6在线监测装置所测量的结果进行对比，计算两者误差，从而检测SF6在线监测装置的准确度。

如图2所示，为SF6在线监测装置准确度检测示意图。

对于SF6在线监测装置监测量为SF6密度时的准确度的检测过程为：同一温度下，气体容器中充入不同量的SF6标准气体，每次静置2小时候后读取连接容器的密度继电器的读数，以及在线监测装置的读数，计算两者误差；对气体容器内充入一定量的SF6标准气体，改变气体容器外部温度控制箱的温度，每次静置2小时候后读取连接容器的密度继电器的读数，以及在线监测装置的读数，计算两者误差。

对于SF6在线监测装置监测量为SF6微水含量时的准确度检测过程为：同一温度下，气体容器中通过露点发生器充入不同微水含量的SF6或者N2，静置至在线监测装置读数稳定后读取读数，之后打开通往测量仪器的接口，此时测量仪器为冷镜式露点仪，使用露点仪测量气体露点，计算两者误差；当气体容器内气体湿度不变的情况下，改变气体容器外部温度控制箱的温度，静置至在线监测装置读数稳定后读取读数，之后打开通往测量仪器的接口，使用露点仪测量气体露点，计算两者误差。

对于SF6在线监测装置监测量为SF6分解产物时的准确度检测过程为：气体容器中充入一定量单一气体（SO2、H2S或者CO），静置至在线监测装置读数稳定后读取读数，之后打开通往测试仪的接口，使用SF6分解产物测试仪测量气体含量，计算两者误差。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种SF6在线监测装置准确度检测系统，所述系统包括：气体发生装置、气体容器、温度控制箱、离线式SF6精密测量仪器以及SF6气体回收装置，其特征在于：气体发生装置为气体露点发生器或者标准气体，气体发生装置连接至气体容器；气体容器带有温度计、压力表以及密度监测装置，并与SF6在线监测装置以及离线式SF6精密测量仪器连接；离线式SF6精密测量仪器包括冷镜式SF6露点仪以及SF6分解产物测试仪；SF6气体回收装置用于回收检测完后的SF6气体。

2.根据权利要求1所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：所述气体容器为定制设备，带有仪器安装接口，用于将SF6在线监测装置按照正常工作状态安装于接口上。

3.根据权利要求1所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：所述气体容器连接气体发生装置以及离线式SF6精密测量仪器的接口带有开关阀门，用于控制气体的通断。

4.根据权利要求1所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：检测完成后，SF6气体通过SF6气体回收装置进行回收处理，不会对环境造成影响。

5.根据权利要求1所述的SF6在线监测装置准确度检测系统，其特征在于：所述温度计、压力表以及离线式SF6精密测量仪器为可溯源的测量仪器，使得SF6在线监测装置的准确度可以进行计量溯源。

6.一种SF6在线监测装置准确度检测方法，对SF6在线监测装置的准确度进行检测，其特征在于：被检SF6在线监测装置安装在定制的气体容器上，测量气体容器内气体的参量；根据SF6在线监测装置的性能要求通过气体发生装置发生不同参量的气体，充入气体容器中；使用温度控制箱模拟不同的工作温度，使用离线式SF6精密测量仪器测量气体容器内气体的参量，和被检SF6在线监测装置所测量的结果进行对比，计算两者误差，从而检测SF6在线监测装置的准确度。

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