110kV变电站GIS室内SF6气体在线监测系统中传感器的应用

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　1、110KV变电站主要设备概述：
　　GIS是指六氟化硫气体sf6绝缘金属封闭开关设备（gasinsulationswitchgear）。它将一座变电站中除变压器以外的所有一次设备优化设计成一个有机组合的整体。GIS组合电器是由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件等单元组成，闭在接地的金属体内。其内部充有一定压力的优异灭弧和绝缘能力SF6气体。由于GIS既封闭又组合，故占地面积小，占用空间少，基本不受外界环境影响，不产生噪声和无线电干扰，运行安全可靠，且维护工作量少。因而在110kv变电所中得到广泛应用。
　　110kv高压变电站一般采用双电源，两台或多台110/10kv主变压器、110kvsf6（六氟化硫）气体绝缘封闭式组合电器（GIS）、10kv及0.4kv成套配电装置。
4 h$ z1 b2 _. n1 e# o6 ~3 p) N# d　　2、sf6气气体特性及其危害：
  \9 r6 d$ Y' W6 B( X$ S　　sf6是在法国巴黎大学实验室于1900年合成。从20世纪60年代起，sf6作为极其优越的绝缘、灭弧介质广泛应用于全世界电力行业中的高压断路器及变电设备中。
　　纯净的sf6气体无色、无味、不燃，在常温下化学性能特别稳定，是空气比重的5倍多。充有sf6气体的设备大多安装在室内，空气流通速度相对较慢，如果sf6气体一旦泄漏，将在室内沉积不易散发，sf6气体本身又是无色无味的，泄漏后不易被发觉。另外由于sf6气体的比重比氧气大，往往是沉积于低层空间，容易造成局部缺氧，使人窒息。
　　为了确保设备的正常安全运行，充分保障现场人员的身体健康和人身安全，必须采取有效手段对设备区域的sf6气体泄漏进行监测，防止意外事故发生。
　　3、sf6气体在线监测系统的应用
; N: `' y6 M7 F. K- F1 N　　SF6气体在线监测系统采用SF6和氧气检测传感器作为核心元件，能准确地监测空气中的SF6和氧气浓度。当GIS室内SF6和氧气超过设定阀值时，SF6气体浓度阀值设定为1000ppm，氧气阀值设定为18%，系统显示并记录浓度超标信息，并自动启动声光报警，同时控制风机启动通风（与现场风机联动），待空气中SF6气体浓度恢复正常，风机继续通风15分钟后自动关闭。系统还具有远程通讯等功能。
　　3.1．系统概述：
　　3.1.1重点监测GIS室sf6气体和O2含量
　　由于GIS室电气设备区域的sf6装置较多，为了全面而准确地监控现场的实际情况，在110kvGIS室开关下方多处放置sf6气体和O2气体监测点，监测室内的sf6气体和氧气含量。
$ K3 n( i! H( Y7 N) E     SF6气体在线监测系统监测GIS室SF6气体和O2含量，ISweek工采网专业提供瑞士WINFOSS SF6红外传感器WFS-S1-S、氧气传感器KE-25/KE-25F3，英国CITY 氧气传感器4OXV具体产品如下：
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. w* _; J1 q6 ^/ C% ^+ \! V7 R瑞士WINFOSS SF6红外传感器WFS-S1-S 概述：
) }$ ?8 ]. ~1 d! V. x" r# LSF6红外传感器(WFS-S1-S) 基于双光束双波长红外测量技术及高精度数字处理技术，普遍应用于高压开关GIS室SF6气体泄漏监测(0-100ppm)，SF6气体检漏仪(0-50ppm)和SF6纯度分析仪(0-100%)。内部集成完整的漂移自动控制和温度补偿电路。
9 s0 ^! J$ o3 T5 lSF6红外传感器(WFS-S1-S/ WFS-S1-S) 采用双光束非分光红外线(NDIR)检测技术，具有抗其他气体干扰、保养维护简便、稳定性好、自带温度补偿。标准 Modbus ASCII 协议，数字输出和模拟输出可选等优点。
2 z% x$ e, L) [; T& P& S& X瑞士WINFOSS SF6红外传感器 WFS-S1-S 特点：
9 y# j! ~. {/ p3 V9 R+ k+ f, |采用独有的免光池NDIR技术，配备高透气不锈钢外壳，并可外接氧气传感器，采用数字信号输出。由于针对SF6特定波长设计，具有抗其他气体干扰，不需气泵管路、体积小、外壳坚固耐腐蚀、使用维护方便、适应恶劣环境、能够同时上传输出六氟化硫含量和氧气含量等特点，适用于泄漏报警，环境检测、在线监控，气体成份分析等应用场合。
与电化学和负电晕放电原理相比，红外SF6传感器的优点：
1. 红外光谱吸收原理(NDIR)。
2. 双波长，带温度补偿。
3. 高可靠性，与其他气体不会产生交叉反应。
4. 与电化学传感器相比，六氟化硫传感器红外传感器长达10年的寿命。
5. 高性价比，可承受的优惠价格。
6. 与电化学传感器相比，六氟化硫传感器省去售后维护费用。
7. 数字量和模拟量输出方式可选，二次开发应用方便。
8. 微型结构，低功耗设计。
3 O: x' H5 b" c( X6 P4 @1 E9. 无辐射源，无二次危害。
' y$ t2 Z1 l4 G瑞士WINFOSS SF6红外传感器 WFS-S1-S应用:
. [) H0 l' U* m& t适用于SF6泄漏报警、现场施工防护、单一气体分析、在线监测、工业过程分析等多种应用场合。
' k; j8 P5 g9 a! s+ N与热导原理相比，SF6红外传感器(WFS-S1-S) 优点：
1. 红外SF6纯度传感器体积小。
9 n$ p! q0 m3 t2. 红外SF6纯度传感器低功耗，可电池供电。
" z# n; r6 w: G8 Y! x' W$ C3. 红外SF6纯度传感器无需庞大的加热系统。
4. 红外SF6纯度传感器操作温度宽(-20-+60°C)。
5. 3年以上的校准周期，无需频繁校验仪器。
6. 高可靠性和稳定性，日常无需维护SF6纯度分析仪。
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; O1 S; Q& J5 k! X7 ]2 O, W6 E' T氧气传感器KE-25/KE-25F3性能：
, Q' k+ L4 C4 x. C. E6 P5 W. u0 ?*电化学工作原理
/ U$ u( p3 [5 D# T' t6 q*检测范围：0~100%O2
*精度：1%FS
*响应时间：约15秒
4 q( r, [5 R7 [, C5 s*空气中输出信号：10~15.5mV
*使用寿命：5年


英国CITY 氧气传感器 O2传感器4OXV 描述：
. t# _, c6 q& ^产品介绍: 4OXV是英国CITY公司推出的一款高性能电化学式氧气传感器:主要用于测量环境中氧气气体浓度,根据测量范围的不同以及工作寿命的长短,主要特点和优势,消除了误报,可靠性确保达到指定寿命,优越的环境性能,提高了在极端应用中的反应速度。氧气传感器4OXV氧气传感器有多个型号,例如:氧传感器7OXV, 70X, AO2T, AO2, AO3,KE25, KE50, 5FO, 2FO, T70XV, 40X, I103等
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1 K2 x* d  p2 J% d8 v$ l# s+ a　　3.1.2通过监控主机全面详细监控GIS室的情况
, ~8 r; P9 ?' @　　主机放置在变电站控制室或GIS室入口处。巡视工作人员可通过监控主机查阅各种数据，实时了解设备现场各种环境的变化，并根据情况采取各种措施在监控主机上进行操作，如启动风机等。
　　3.1.3红外人体自动检测，风机自动控制，
　　当工作人员巡视到GIS室门口并靠近GIS室时，通过红外探头感应系统检测到有人到来，此时可自动启动风机。当现场发生sf6气体泄漏或缺氧时，系统将会自动进行声光报警。
　　3.2．系统的组成
0 j3 Q5 M* X! ?　　3.2.1、sf6监测主机：可接收并判断所采集数据并发出报警和风机启动指令，并将报警信号进行远程通讯。zui多可配备128个气体探测单元。
　　3.2.2、SF6探测器：监测sf6和O2气体的浓度。
　　3.2.3、温湿度变送器：根据电气安全规范对环境温湿度进行监控。
1 @: o, q* U: A0 Z4 P" e  }　　3.2.4、声光报警器：对sf6/o2浓度超标进行声光报警，提醒现场工作人员。
7 {7 g' W0 ^7 j& L/ j- l　　3.2.5、远红外传感器：感应人员的进入并启动风机，避免工作人员进入GIS室时忘记启动风机。3.2.6、风机控制器：接收监测信号控制风机的启停。
  G9 U1 p# }+ G3 n1 [) \& ?9 n　　3.3．系统的主要功能
# G; b! w9 {; S& V# ?　　（1）环境中sf6气体含量检测功能
　　（2）空气中氧气含量检测功能
6 |* d5 B, V* q5 u: L; T　　（3）环境中温、湿度检测显示功能
1 r6 j) U8 b" ^- ^/ i1 b0 ^' ]/ ?( ~. V　　（4）缺氧报警功能
　　（5）sf6气体含量超标报警功能
, u7 d+ {) P, T5 f8 S, d　　（6）缺氧或sf6含量超标，强制排风功能
　　（7）定时排风功能
　　（8）人工强制排风功能
　　（9）语音报警功能
- b6 b7 W% D8 M. ]　　（10）历史资料查询功能
　　（11）声光报警功能
% \6 D- v0 h. g8 x  D* F　　（12）具有远传报警数据功能