CN105004489A - 气体绝缘开关设备预防性诊断系统及其气体压力监测方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统的气体压力监测方法，该方法包括：通过使用与GIS设置在一起的气体压力传感器对GIS内部的绝缘气体的压力进行实时测量；将实时测得的气体压力值存储在数据库中；基于存储在数据库中的先前气体压力值和当前气体压力值来计算气体泄漏率；以及将气体泄漏率显示在人机界面(HMI)上。

Description

气体绝缘开关设备预防性诊断系统及其气体压力监测方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年4月18日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2014-0046854的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开涉及气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统及其气体压力监测方法，并且特别地，涉及对GIS内部的气体泄漏率进行确定并且同时基于气体泄漏率为操作者提供关于GIS的状况的各种类型信息的GIS预防性诊断系统及其气体压力监测方法。

气体绝缘开关设备(GIS)是用在配电站中的一种类型的开关设备，其允许改进的电气可靠性，在该气体绝缘开关设备(GIS)中，导体和保护设备设置在气密的金属容器(箱)中，同时被作为绝缘介质的具有良好绝缘性能和灭弧性能的六氟化硫(SF₆)气体环绕。在GIS箱中所容纳的SF₆气体的压力下降至低于预定水平的情况下，GIS的绝缘性能可能劣化，并且可能发生诸如短路或电击穿的严重事故。GIS预防性诊断系统是通过不断地对GIS箱中的SF₆气体的压力进行监测并且为操作者提供与GIS箱中的SF₆气体的压力相关的信息以有助于预先防止这种事故的系统。

同时，GIS箱中的SF₆气体可能随着时间的推移而泄漏并且可能由此偏离正常范围。现有的GIS预防性诊断系统仅为操作者提供GIS箱中的SF₆气体的气体压力值，并且仅在GIS箱中的SF₆气体的压力下降至低于预定水平的情况下发出警告。因此，存在的问题在于操作者只有在气体压力下降至低于预定水平的情况下才可能意识到气体泄漏的存在。

发明内容

本公开的一个方面可以提供气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统及其气体压力监测方法，该气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统及其气体压力监测方法对GIS内部的气体泄漏率进行确定，并且同时基于该气体泄漏率为操作者提供关于GIS的状况的各种类型的信息。

根据本公开的一个方面，GIS预防性诊断系统的气体压力监测方法可以包括：通过使用与GIS设置在一起的气体压力传感器对GIS内部的绝缘气体的压力进行实时测量；将实时测得的气体压力值存储在数据库中；基于存储在数据库中的先前气体压力值和当前气体压力值来计算气体泄漏率；以及将气体泄漏率显示在人机界面(HMI)上。

计算气体泄漏率可以通过基于存储在数据库中的1个月以前测得的气体压力值和当前气体压力值的每月气体泄漏率来执行。

计算气体泄漏率可以通过基于存储在数据库中的1年以前测得的气体压力值和当前气体压力值的每年气体泄漏率来执行。

GIS预防性诊断系统的气体压力监测方法还可以包括在气体泄漏率在高于气体泄漏警告的阈值的情况下发出气体泄漏警告。

GIS预防性诊断系统的气体压力监测方法还可以包括：基于气体泄漏率来计算气体泄漏的平均每日偏差；以平均每日偏差和气体泄漏警告的阈值为基础根据气体泄漏率来计算气体泄漏警告发布的预计日期；以及将预计日期显示在HMI上。

根据本公开的另一方面，气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统可以包括：气体压力传感器，该气体压力传感器通过设置有GIS而对GIS内部的绝缘气体压力进行实时测量；通信控制单元，该通信控制单元将实时测得的气体压力值存储在数据库中并且基于存储在数据库中的先前气体压力值和当前气体压力值来计算气体泄漏率；以及应用服务器，该应用服务器将气体泄漏率显示在人机界面(HMI)上。

通信控制单元可以基于存储在数据库中的1个月以前测得的气体压力值和当前气体压力值来计算每月气体泄漏率。

通信控制单元可以基于存储在数据库中的1年以前测得的气体压力值和当前气体压力值来计算每年气体泄漏率。

在根据本公开的一个方面的GIS预防性诊断系统中，应用服务器可以在气体泄漏率在高于气体泄漏警告的阈值的情况下发出气体泄漏警告。

在根据本公开的一个方面的GIS预防性诊断系统中，通信控制单元可以基于气体泄漏率来计算气体泄漏的平均每日偏差并且可以以平均每日偏差和气体泄漏警告的阈值为基础根据气体泄漏率来计算气体泄漏警告发布的预计日期，并且应用服务器可以将预计日期显示在HMI上。

附图说明

从以下结合附图的详细说明中将会更加清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和优势，其中：

图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统的构型的框图；以及

图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统的气体压力监测方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开的示例性实施方式进行详细地说明。然而，本公开可以以许多不同的形式体现并且不应当被解释为受限于本文中阐述的实施方式。相反，这些实施方式的提供使得本公开将是详尽和完整的，并且这些实施方式会将本公开的范围全面地传达至本领域技术人员。

在下文中，本公开的示例性实施方式涉及气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统及其气体压力监测方法，并且特别地，涉及如下的GIS预防性诊断系统及其气体压力监测方法：对GIS内部的气体泄漏率进行确定，从而使得操作者能够对气体泄漏进行诊断，并且根据气体泄漏率来确定气体泄漏警告发布的预计日期，从而使得操作者能够预计未来的气体泄漏警告并且能够在发出气体泄漏警告的情况下快速响应。

图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统的构型的框图。

如图1中所示，根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统100可以包括：多个气体压力传感器110-1、110-2、…、110-N；数据采集系统(DAS)120；通信控制单元(CCU)130；以及应用服务器140。

多个气体压力传感器110-1、110-2、…、110-N中的每个气体压力传感器可以与GIS设置在一起并且对GIS箱中的绝缘气体(例如，六氟化硫，SF₆)的压力进行实时测量。

DAS 120可以从多个气体压力传感器110-1、110-2、…、110-N收集实时测得的气体压力值，并且通过光纤线缆将气体压力值提供至CCU 130。

CCU 130可以根据规定的通信协议从建立在现场的DAS 120接收实时测得的气体压力值并且将气体压力值提供至应用服务器140。另外，CCU 130可以将实时测得的气体压力值存储在数据库132中并基于存储在数据库132中的先前气体压力值和当前气体压力值来计算气体泄漏率，并且之后将气体泄漏率提供至应用服务器140。例如，CCU130可以基于存储在数据库132中的1个月以前测得的气体压力值和当前气体压力值来计算每月气体泄漏率，或CCU 130可以基于存储在数据库132中的1年以前测得的气体压力值和当前气体压力值来计算每年气体泄漏率。另外，CCU 130可以基于计算出的气体泄漏率来计算气体泄漏的平均每日偏差，并以气体泄漏的平均每日偏差和气体泄漏警告的阈值为基础根据气体泄漏率来计算气体泄漏警告发布的预计日期，并且之后将计算出的结果提供至应用服务器140。

应用服务器140可以将从CCU 130接收到的实时测得的气体压力值显示在人机界面(HMI)上。在气体压力值低于气体泄漏警告的阈值的情况下，应用服务器140可以发出气体泄漏警告。另外，应用服务器140可以将通过CCU 130计算出的气体泄漏率显示在HMI上。在气体泄漏率高于气体泄漏警告的阈值的情况下，应用服务器140可以发出气体泄漏警告。另外，应用服务器140可以将通过CCU 130计算出的气体泄漏警告发布的预计日期显示在HMI上。

图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的气体绝缘开关设备(GIS)预防性诊断系统的气体压力监测方法的流程图。

如图2中所示，在201处，根据本公开的示例性实施方式的GIS预防性诊断系统可以将气体压力传感器设置于GIS箱并且对GIS内部的绝缘气体的压力进行实时测量。

在203处，GIS预防性诊断系统可以将实时测得的气体压力值存储在数据库132中。

在205处，GIS预防性诊断系统可以基于存储在数据库中的先前气体压力值和当前气体压力值来计算气体泄漏率。此处，GIS预防性诊断系统可以基于存储在数据库中的1个月以前测得的气体压力值和当前气体压力值来计算每月气体泄漏率，或GIS预防性诊断系统可以基于存储在数据库中的1年以前测得的气体压力值和当前气体压力值来计算每年气体泄漏率。

此处，每月气体泄漏率和每年气体泄漏率可以分别通过式1和式2来计算。

每月气体泄漏率＝(1个月以前测得的气体压力值-当前气体压力值)/(1个月以前测得的气体压力值)×100……式1

每年气体泄漏率＝(1年以前测得的气体压力值-当前气体压力值)/(1年以前测得的气体压力值)×100……式2

接着，在207处，GIS预防性诊断系统可以基于计算出的气体泄漏率来计算气体泄漏的平均每日偏差。在计算出的气体泄漏率是每月气体泄漏率的情况下，气体泄漏的平均每日偏差可以通过每月气体泄漏率除以相关月份中的天数来计算，并且在计算出的气体泄漏率是每年气体泄漏率的情况下，气体泄漏的平均每日偏差可以通过每年气体泄漏率除以相关年份中的天数来计算。

之后，在209处，GIS预防性诊断系统可以以气体泄漏的平均每日偏差和气体泄漏警告的阈值为基础根据气体泄漏率来计算气体泄漏警告发布的预计日期。操作者可以基于气体泄漏警告的阈值而预先设定发出气体泄漏警告的气体泄漏率。

基于气体泄漏的平均每日偏差和气体泄漏警告的阈值，气体压力的安全条件可以通过如下文所描述的式3的不等式来表示。

(1-r)ⁿ≥k……式3

此处，r是气体泄漏的平均每日偏差，k是气体泄漏警告的阈值，n是气体压力值变为k所用的时间，并且不等式中的单位是天。不等式示出了气体压力的安全条件是下述条件：(1-r)ⁿ大于或等于k。

通过计算式3的两侧的对数可以如下面的式4所描述地提供满足气体压力的安全条件的n的最小值，并且n的最小值可以根据气体泄漏率确定为气体泄漏警告发布的预计日期。

nlog(1-r)≥logk

$n\≥\frac{\log k}{\log (1-r)}$ ……式4

之后，在211处，GIS预防性诊断系统可以将气体泄漏率和气体泄漏警告发布的预计日期显示在HMI上。因此，GIS预防性诊断系统可以提供关于发出气体泄漏警告的日期的信息，以使得操作者能够在发出气体泄漏警告的情况下快速响应。

接着，在213处，GIS预防性诊断系统可以检查气体泄漏率是否在气体泄漏警告的阈值以上。

在213处的气体泄漏率高于气体泄漏警告的阈值的情况下，在215处，GIS预防性诊断系统可以发出气体泄漏警告以通知操作者，并且返回至201以重复以上操作。例如，GIS预防性诊断系统可以将气体泄漏警告的信息显示在HMI上或通过扬声器发出用于气体泄漏警告的信号声。

另一方面，在213处的气体泄漏率处于气体泄漏警告的阈值以下的情况下，GIS预防性诊断系统可以返回至201以重复以上操作。

因此，根据本公开的示例性实施方式的GIS预防性诊断系统及其气体压力监测方法可以提供GIS内部的气体泄漏率以使得操作者能够对气体泄漏进行诊断，并且可以根据气体泄漏率来提供气体泄漏警告发布的预计日期以使得操作者能够预计未来的气体泄漏的警告并且能够在发出气体泄漏警告的情况下快速响应。

如以上所述，根据本公开的示例性实施方式，GIS预防性诊断系统及其气体压力监测方法可以提供GIS内部的气体泄漏率，并且同时，可以基于气体泄漏率为操作者提供关于GIS的状况的各种类型的信息。

尽管已经结合实施方式示出并描述了本公开，但对本领域技术人员来说将显而易见的是在能够不脱离本发明的如由所附权利要求限定的范围的情况下做出修改和变型。

Claims (10)

1.一种气体绝缘开关设备预防性诊断系统的气体压力监测方法，包括：

通过使用与气体绝缘开关设备设置在一起的气体压力传感器对所述气体绝缘开关设备内部的绝缘气体的压力进行实时测量；

将实时测得的气体压力值存储在数据库中；

基于存储在所述数据库中的先前气体压力值和当前气体压力值来计算气体泄漏率；以及

将所述气体泄漏率显示在人机界面上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算气体泄漏率通过基于存储在所述数据库中的1个月以前测得的气体压力值和所述当前气体压力值计算每月气体泄漏率来进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算气体泄漏率通过基于存储在所述数据库中的1年以前测得的气体压力值和所述当前气体压力值计算每年气体泄漏率来进行。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述气体泄漏率在高于气体泄漏警告的阈值时发出所述气体泄漏警告。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于所述气体泄漏率计算气体泄漏的平均每日偏差；

以所述平均每日偏差和气体泄漏警告的阈值为基础根据所述气体泄漏率来计算气体泄漏警告发布的预计日期；以及

将所述预计日期显示在所述人机界面上。

6.一种气体绝缘开关设备预防性诊断系统，包括：

气体压力传感器，所述气体压力传感器与气体绝缘开关设备设置在一起并且对所述气体绝缘开关设备内部的绝缘气体压力进行实时测量；

通信控制单元，所述通信控制单元将实时测得的气体压力值存储在数据库中并且基于存储在所述数据库中的先前气体压力值和当前气体压力值来计算气体泄漏率；以及

应用服务器，所述应用服务器将所述气体泄漏率显示在人机界面上。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述通信控制单元基于存储在所述数据库中的1个月以前测得的气体压力值和所述当前气体压力值来计算每月气体泄漏率。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述通信控制单元基于存储在所述数据库中的1年以前测得的气体压力值和所述当前气体压力值来计算每年气体泄漏率。

9.根据权利要求6所述的系统，其中，当所述气体泄漏率高于气体泄漏警告的阈值时，所述应用服务器发出所述气体泄漏警告。

10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述通信控制单元基于所述气体泄漏率计算气体泄漏的平均每日偏差并且以所述平均每日偏差和气体泄漏警告的阈值为基础根据所述气体泄漏率来计算气体泄漏警告发布的预计日期，以及

所述应用服务器将所述预计日期显示在所述人机界面上。