【解決方案】新型高壓開關配電室環境監測系統的設計

瀏覽次數：644更新時間：2023-12-26

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

高壓開關是智能電網重要組成部分，高壓開關安全可靠運行，是整個電網安全運行的重要保證。目前，高壓開關均采用SF6氣體作為絕緣保護氣體，在常溫下SF6是一種無色無味的氣體，純凈的SF6體本身無毒，但經過高壓、電弧作用后的分解產物中包含多種有毒的氣體，一旦有毒的氣體泄漏到高壓開關室環境中，將會給高壓開關室內工作人員的健康帶來嚴重危害，因此，對高壓開關室環境中是否有SF6氣體泄漏進行實時監測。同時，我國電業安全操作規程中也明確提出，在高壓開關配電室應安裝環境監測系統，并要求系統具有SF6氣體濃度超標自動啟動排風扇進行排風的功能。

1.環境監測系統存在的問題

1.1SF6氣體濃度傳感器的選用

SF6氣體濃度傳感器是整個環境監測系統的重要組成部分，該傳感器質量的好壞，工作是否可靠直接決定環境中SF6氣體濃度檢測的準確性，進而決定系統對現場排風扇控制的準確性。

目前，市場上SF6氣體濃度傳感器主要采用以下幾種原理:半導體原理、激光原理、電化學原理、紅外吸收原理。半導體原理的SF6氣體濃度傳感器不能定量測量，只能定性檢測，會經常出現漏報警和誤報警的現象:激光原理的SF6濃度傳感器定量檢測精度不高、結構復雜、激光管易碎、維護困難:電化學原理的SF6濃度傳感器，定量檢測精度較高，但需要經常更換傳感器的膜片和電解液，不易維護。

1.2檢測信號的輸出形式

在傳感器信號的輸出形式上，主要有4~20mA模擬量輸出形式和RS485總線輸出兩種輸出形式。

4~20mA模擬量的輸出形式，需要將每一個檢測通道的信號線都連接到監控主機，布線繁瑣，擴展困難。

有些生產廠家采用了RS485總線通訊方式組成環境監測系統但由于通訊協議過于簡單，抗干擾能力不強，系統經常受強磁場、強電場的干擾，而通訊不暢，無法傳輸檢測數據。

1.3通道切換方式的選用

有些生產廠家采用通道分時切換的方式，實現對多個監測點的信號檢測，這種檢測不是實時的，而且檢測的精度低。

2.系統組成

本系統由SF6濃度/氧氣含量復合傳感器、SIEMENS可編程控制器(PLC)、昆侖通態觸摸屏、溫濕度傳感器、紅外傳感器、聲光報警器、控制繼電器等組成。其組成如圖1所示。系統采用西門子SIMATICS7-200系列可編程控制器(PLC)作為數據采集與控制的核心部件，昆侖通態觸摸屏作為數據顯示、存儲部件，采用德國進口的紅外吸收原理的SF6氣體濃度傳感器和日本進口的氧氣含量傳感器為主要部件，配上通訊、電源隔離、信號隔離、抗電磁干擾等電路，組成SF6濃度/氧氣含量復合傳感器，使傳感器具有檢測精度高、穩定性好、抗于擾能力強、維護方便等優點，采用RS485總線輸出，使系統擴充更為容易，能夠滿足現場各項要求。

3.系統功能

3.1數據檢測與控制

3.2監測點動態參數配胃表

由于不同的高壓開關配電室環境監測點數不同、傳感器地址不同、配置方式與排風扇的控制方式也不相同，本系統特別設置了動態參數配置表，從而實現系統的高度靈活性和擴展性。具體功能說明如下:

(1)監測點安裝情況靈活配置

(2)變送器地址靈活配置

(3)排風扇組控制靈活配置

(4)系統參數配置表

4.安科瑞配電室環境監控系統

4.1概述

配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子系統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。

4.2應用場所