电力体制改革“SF6 微水在线监控系统”为您解除一切后顾之忧

随着电解铝、硅材料等高耗能产业持续在西部地区加码布局，未来几年内电力供需矛盾将进一步加剧，送受端利益协调问题进一步凸显，加之电力市场改革持续深化，促使“西电东送"南通道可持续发展内涵发生了一系列深刻变化。

供需协同，支撑保供。聚焦新能源大规模并网引发的源荷曲线时空错配矛盾，实现“双侧互动—多维协同—潜力释放"，即突破传统单向输送模式，构建送受两端多形态网络结构耦合、多类型能源聚合、多市场主体协作的新型协同机制，在电源侧与负荷侧同步开展灵活性资源挖潜。

清洁低碳，共创价值。通过构建大范围互济共享的清洁能源供给体系，推进水电、风电、光伏发电等清洁能源的集约化开发，同时促进受端区域新型储能配套建设，实现送电结构的低碳化重塑与受端能源消费的绿色替代，“西电东送"将形成贯穿发输配用全环节的清洁能源价值链。

柔性高效，实现共赢。未来基于数字化调控技术，充分发挥正常运行方式下跨区域通道输电能力，挖掘特殊需求情况下送受端区域间余缺互济能力和紧急支撑能力，依托“中长期+现货+辅助服务"电力市场机制协调多元市场主体利益诉求，支撑新能源按资源禀赋因地制宜广泛接入，打捆外送，进一步提升全要素资源优化配置效率。

一、简介（LYXTGS3000 电力体制改革“SF6 微水在线监控系统"为您解除一切后顾之忧）

随着我国电力行业的快速发展，SF₆技术的广泛应用以及智能电网建设的迫切性，急需解决SF₆电气设备的在线综合监控技术。

SF₆气体由于其固有的特性，目前是较为理想的绝缘及灭弧介质。但其微水含量、气体密度等等都会对设备的运行、人员的安全、电网的可靠带来直接的影响。因此对SF₆电气设备的微水含量、气体压力的监测一直是相关行业对设备监测的一个重要的组成部分。有关部门相继制定了相关标准对SF₆气体质量、特别是微水含量进行严格控制。电力部推荐标准《电力设备预防性试验规程（DL/T596-1996）》、国家标准《六氟化硫电气设备中气体管理和检验导则（GB/T 8905-1996）》以及IEEE标准《IEEE Guide for Moisture Measurement and Control in SF₆ Gas-Insulated Equipment（IEEE Std 1125-1993）》对水分的控制均采取水分对SF₆气体体积比（ppm）的形式。

SF₆在线式智能综合监控系统改变了传统的费时费力、并且污染环境的离线测量方式，实时准确的测量SF₆气体多项指标，为电网的智能建设打下了坚实的基础。

二、特点（LYXTGS3000 电力体制改革“SF6 微水在线监控系统"为您解除一切后顾之忧）

是本公司根据国家智能电网发展要求而设立的重点项目，该系列产品采用*新遥测遥感技术和后台计算机技术于一体，外观小巧,可实现高精度测量、计算机后台处理、海量的历史数据存储等功能，适用于各种电压等级的SF₆断路器、GIS、AIS等设备SF₆气体的微水、压力和温度的在线测量，实现无排放、环保、安全、实时、远程等先进的动态监控，以满足电力配网自动化和设备状态检修的需要,为电网的智能化建设预留接口。该系列产品技术很好，补全了国内的空白，获得多项砖利。

功能：

无排放，环保，经济，安全，可靠

在线监测SF₆断路器或组合电器中微水、压力、温度等参数

实现微水的压力与温度补偿，使微水数据真实可靠

采用具有多种砖利技术和自校准功能的传感器

采集单元能在不影响主设备状态下投运、退出，不影响主设备的正常运行

采集单元内部运用内循环技术，大幅提高采样精度

内置密度继电器无源输出，可设闭锁/报警/超压的动点值

全封闭设计，防水防尘，抗高频干扰，适用于室内外

多种阀门接头，安装拆卸方便，节省维护费用

三、结构（LYXTGS3000 电力体制改革“SF6 微水在线监控系统"为您解除一切后顾之忧）

系统由主机、采集单元、后台软件及扩展构件组成。主机和采集单元之间通过电缆连接。采集单元通过三通阀门与被监控的设备相连，同时提供设备补气口，采集单元内部的采样池也采用了内循环技术,可实时测量设备内SF₆的微水、压力和温度等相关参数,实现实时显示及与主机的通讯和数据交换。主机在分时提取了各个采集单元的数据后，将数据上传至后台计算机处理，同时可接受后台的指令，实现实时采样等动作。

系统主机

系统主机用于现场的的数据采集、记录。采用彩色TFT液晶显示，字迹清晰，显示现场某号开关A、B、C相SF₆气体的水分、温度、压力等内容一目了然，可预设门限输出报警、闭锁信号，通过RS485与后台进行数据通信。

图1    系统主机

采集单元

SF₆采集单元为智能综合型，内部采样池能在运行中按要求进行循环，本体通过专用的SF₆阀门连接被监控的设备，同时本体提供一个补气接口，保持设备接口不变，采集单元可实时测量设备内SF₆的微水、压力和温度等相关参数并通过RS-485通讯模块传输至系统主机或后台计算机。

图2  采集单元

后台软件

在系统主机分析采集数据后，远程遥控遥测等功能，海量存储的数据中心，绘制状态变化趋势图，也可将监测数据实时上传至变电站、城市中心乃至更上级监控中心，真正实现智能电网基础设施的建设。

1.软件系统采用中文界面，容易学习操作。

3.数据历史查询、趋势分析、缺陷信息统计功能

5报警功能

6参数设置功能

7系统管理权限控制

四、方案（LYXTGS3000 电力体制改革“SF6 微水在线监控系统"为您解除一切后顾之忧）

方案1:

一台系统主机，六个采集单元，后台软件及可选附件组成。系统结构图如下所示，系统配置表见表1。

图3方案A连接示意图

表1  系统配置表

方案2:

一台系统主机(可选)，六个采集单元，六个显示单元，后台软件及可选附件组成。系统结构图如下所示，系统配置表见表2。

表2  系统配置表

五、技 术 指 标（LYXTGS3000 电力体制改革“SF6 微水在线监控系统"为您解除一切后顾之忧）

湿度指标：

测量范围：-60 ℃～＋20 ℃

测量精度：± 2

报警门限：50~500ppm(可调)

压力指标：

测量范围：0.0～0.8MPa 或定制

测量精度：±5％ F.S.

报警门限：0.45 MPa (可调)

闭锁门限：0.40 MPa (可调)

温度指标：

测温范围：-40 ℃～＋80 ℃

温度测量精度：± 0.5℃

其它指标：

报警触点容量：AC 220V/7A，常开、常闭

通讯接口：隔离型RS-485

电源电压：24VDC 或 85V～265V AC

工作环境：温度:-30 ℃～＋65 ℃    湿度:≤95％RH

绝缘性能：外壳与电源间：>10MΩ

抗电强度：外壳与电源间：>2000V

电磁兼容特性：快速瞬变脉冲群 GB/T17626.4-1999 3级

雷击（浪涌）： GB/T17626.5-1999 3级

六、安装与操作

采集单元通过三通安装于断路器气体监测口或原密度继电器补气口。安装时，采集单元首先应安装在选定的三通上，其外形及接口见下图。

１. 采集单元的安装

检查采集单元接口、三通测气口和拟使用的密封圈是否洁净无损；（气口表面光洁度、清洁度以及密封圈是否完好无损以及是否严格按照安装工艺要求进行操作，决定着安装的成败。）

将密封圈安放在三通测气口的密封圈槽内。密封圈在安放前须涂抹适量的真空硅脂；

将采集单元旋入三通测气口,扳手必须置于采集器底部的扳口处。

２.抽真空。安装微水综合采集单元时必须事先抽真空。方法如下：

（1）选择合适的真空泵（含管路和压力表）抽真空；

（2）将三通的补气口端接入真空泵；

（3）接通真空泵电源，开始抽真空，待真空度低于30 Pa后继续抽30分钟；

（4）上述抽真空程序反复3-5次，每次间隔15-20分钟；

（5）将三通与气室对应的接口接入气室。

3.检漏

采集单元正式接入气室后1分钟，关闭三通上的针型阀。然后对采集单元及三通各连接处进行密封性检查，尤其是三通与断路器气体监测口、三通与监控仪连接处应严格检漏，发现有漏气时应拆下，检查原因，在排除问题后重新安装，并再次检漏，确保密封性完好。

4. 采集单元残留水分的处理

在完成抽真空和检漏之后，采集单元和三通内部可能还会残留微量水分，此时可将高精度露点仪接入三通的补气口,打开三通上的针型阀开始检测残留水分的含量,若微水值明显高于气室内的微水值则应对监控仪和三通再次进行抽真空和检漏处理直到其微水值稳定不再上升为止。

5. 采集单元与被检测设备内部气体的动态平衡

采集单元正式接入气室后，由于气室内SF₆气体需与新接设备空腔内的气体逐步达到动态平衡，采集单元内的微水值将出现一个先上升后下降的变化曲线，并缓慢降低至气室内SF₆气体的微水值。正常情况下，动态平衡的时间约需2-15天左右。

显示值*终达到实际测定值的时间长短由以下因素决定：

（1）三通与气室连接管路长短和管路通径。管路越长，通径越小，动态平衡的时间就越长；

（2）采集单元在安装前是否长时间暴露在空气中，暴露的时间越长，空气湿度越大，动态平衡的时间就越长；

（3）真空泵及其管路阀门漏气，抽真空未按上述方法和先后次序进行，动态平衡的时间就越长；

（4）三通和连接管路有微漏。

近日，重庆电力科学研究院完成±800千伏渝北换流站550千伏气体绝缘全封闭组合电器（GIS）交流耐压、局部放电及全站老炼试验，为该站低端投运打下基础。

渝北换流站是±800千伏哈密—重庆特高压直流输电工程在渝的重要落点，建成投运后，每年可向重庆送电超360亿千瓦时。1月20日，渝北换流站550千伏GIS特殊试验启动，需要对8个完整串、19条进出线共2441个GIS单元开展试验，交叉作业面广、设备单元多、试验工期紧、缺陷查找难。

为此，重庆电科院组建了由国家电网有限公司专家龙英凯带队的试验团队。该团队与安装单位及厂家开展了12次GIS试验方案的优化修改，实现GIS安装与试验同步进行。试验人员综合运用超声定位、声学成像、分解产物三位一体的前沿技术手段，确保对击穿放电点的精确定位。针对试验中多次出现异常局部放电信号的情况，试验团队紧急调配全脉冲长时局部放电监测设备，建立特高频、超声波巡检、全脉冲定位“三维协同"监测体系，并请中国电力科学研究院、清华四川能源互联网研究院等多家单位协同分析异常数据，定位局部放电信号源位置，研判缺陷类型。本次试验共投入静音发电车、变频电源、局部放电检测仪器等19套设备。

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