SF6-O2在線監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)化方案提升變電站運(yùn)行安全

一、六氟化硫是什么？

六氟化硫又稱為SF6，這種氣體在常溫常壓下為無色無臭無毒的氣體。不燃燒。對熱穩(wěn)定，沒有腐蝕性，可以作為通用材料。電絕緣性能和消弧性能好，絕緣性能為空氣的2～3倍，而且氣體壓力越大，絕緣性能越增高。

常態(tài)的SF6氣體是一種無色、無味、密度比空氣重、不易與空氣混合的惰性氣體，對人體沒有毒性。但在高壓電弧的作用下，SF6氣體會發(fā)生部分分解，而其分解產(chǎn)物往往含毒，即便是微量，也能致人非命。當(dāng)使用以SF6氣體為絕緣和滅弧介質(zhì)的室內(nèi)開關(guān)在使用過程中發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏出來的SF6氣體及其分解產(chǎn)物會往室內(nèi)低層空間積聚，造成局部缺氧和帶毒，對進(jìn)入室內(nèi)的工作人員的生命安全構(gòu)成了嚴(yán)重的危險(xiǎn)。

二、變電站SF6-O2在線監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的作用

變電站SF6-O2在線監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)主要由一實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示的平板電腦主機(jī)、一臺下位通信控制器、若干只SF6和氧氣監(jiān)測器、若干只溫濕度監(jiān)測器組成。

氣體監(jiān)測器安裝在SF6開關(guān)的下方，用以在線實(shí)時(shí)檢測SF6開關(guān)下方的氧氣濃度和SF6氣體濃度。

系統(tǒng)智能化處理，具語音報(bào)警、風(fēng)機(jī)自動控制、監(jiān)測器任意擴(kuò)展（數(shù)量不限）等功能。安裝的監(jiān)測器經(jīng)現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)觸發(fā)主機(jī)中斷、并由通信控制器響應(yīng)并讀取由監(jiān)測器處理轉(zhuǎn)換后的檢測數(shù)字信號，經(jīng)處理后在上位監(jiān)控平臺上顯示各氣體監(jiān)測器的氣體濃度數(shù)據(jù)以及通信狀況，并在危險(xiǎn)時(shí)自動給出語音報(bào)警信息和控制風(fēng)機(jī)工作。通信控制器還可通過現(xiàn)場總線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通信，組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對SF6開關(guān)室環(huán)境在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。

三、建設(shè)目標(biāo)

SF6-O2在線監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)解決方案是集配電室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測（除了對SF6/O2氣體監(jiān)測外，還包括了溫濕度、紅外人體探測等），風(fēng)機(jī)聯(lián)動控制，以及智能環(huán)境監(jiān)控云平臺于一體的智能環(huán)境監(jiān)測管理體系，其總體建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對環(huán)境和設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，以保障用電安全。

系統(tǒng)可以檢測環(huán)境中氧氣含量、SF6含量、溫濕度、煙霧探測、人體感應(yīng)等信息進(jìn)行采集，并可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的啟動方式，根據(jù)以上監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)，分別對空調(diào)、視頻系統(tǒng)、加熱裝置、除濕器、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)，還引入火災(zāi)、煙霧等信號進(jìn)行聯(lián)動。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)、空調(diào)、除濕機(jī)、加熱裝置等設(shè)備的遙控、遙信、遙測、遙調(diào)功能，對遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀況一目了然，并可通過聯(lián)動防盜系統(tǒng)、火災(zāi)消防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)突發(fā)時(shí)間的監(jiān)控和管理。

具體建設(shè)目標(biāo)：

（1）通過各種智能傳感器設(shè)備對六氟化硫濃度、氧氣濃度、溫濕度等要素進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測，為配電室內(nèi)各系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行提供高度穩(wěn)定可靠的監(jiān)測信息資源；

（2）監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的氣體以及溫濕度數(shù)值高于/低于設(shè)定報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)自動發(fā)出聲光報(bào)警信號，并提供必要的遠(yuǎn)程控制、智能控制；

（3）在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)配備紅外感應(yīng)器，系統(tǒng)在感應(yīng)到人員進(jìn)入時(shí)自動發(fā)出報(bào)警信號；

（4）對配電室發(fā)生的故障產(chǎn)生故障告警，通過多種方式通知相關(guān)管理人員，及時(shí)處理，及時(shí)解決，對即將發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)警；

（5）促進(jìn)配電室的自動化、智能化，明晰管理人員的權(quán)利和責(zé)任，提高機(jī)房的管理水平，節(jié)省配電所運(yùn)行管理費(fèi)用，達(dá)到短期投資、長期受益的目的；

（6）利用平臺完善的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析功能，為配電室管理者提供可靠地參考依據(jù)，為配電室建設(shè)與改進(jìn)提供充分的決策依據(jù)；

四、系統(tǒng)組成

4.1 SF6監(jiān)測主機(jī)

SF6 泄漏報(bào)警裝置包括 CPU 主控單元、通信單元、顯示單元、報(bào)警單元和通風(fēng)控制單元。外形簡潔美觀，控制功能豐富。7寸彩色 LCD 液晶顯示, 人性化觸控操作界面，現(xiàn)場監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，帶手動風(fēng)機(jī)排風(fēng)、報(bào)警時(shí)自動啟動風(fēng)機(jī)排風(fēng)和遠(yuǎn)動報(bào)警輸出，可以通過 RS485、以太網(wǎng) 與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。采用掛壁式安裝方式。

4.2 SF6監(jiān)測主機(jī)參數(shù)

功能與參數(shù)：

1.7寸彩屏液晶LCD顯示，人性化觸控操作界面

2.環(huán)境中SF6氣體狀態(tài)，氧氣含量，監(jiān)測顯示功能，溫、濕度監(jiān)測顯示功能

3.SF6氣體含量超標(biāo)報(bào)警功能，缺氧報(bào)警功能

4.定時(shí)排風(fēng)功能、手動排風(fēng)、缺氧或SF6含量超標(biāo)強(qiáng)制排風(fēng)功能

5.歷史資料查詢功能

6.人體感應(yīng)，自動啟動語音系統(tǒng)

7.采用有線通訊，上位機(jī)RS-485,9600bps，MODBUS

8．可采用以太網(wǎng)傳輸，以及報(bào)警后節(jié)點(diǎn)輸出。

8.工作電源：185～250VAC，防浪涌和雷擊功能

9.外型尺寸：290mm×214mm×70mm

4.3 SF6&O2變送器

SF6&O2變送器包括六氟化硫檢測單元、氧氣檢測單元和通信單元，對六氟化硫的檢測運(yùn)用先進(jìn)電化學(xué)負(fù)離子SF6探測技術(shù)，結(jié)合公司經(jīng)過長期研究出的超穩(wěn)定、長壽命探測解決方案成果，能實(shí)時(shí)監(jiān)測到環(huán)境中SF6氣體濃度的變化，并將檢測到的數(shù)據(jù)通過RS-485總線傳送至監(jiān)測主機(jī)。

功能與參數(shù)：

1.SF6測量范圍：1～3000μV/V（ppm）精度：5%F.S

2.氧氣測量范圍：0～25%精度：±1%F.S

3.工作電源：DC/12V

4.功耗：<2W

5. 通信接口： RS485，2400bps

6. 通信規(guī)約： 自主通訊協(xié)議（MODBUS-RTU）

7. 外型尺寸： 190mm×90mm×45mm

4.4溫濕度變送器

溫濕度變送器主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、通信單元及CPU主控單元組成，能實(shí)時(shí)監(jiān)測到環(huán)境中溫、濕度的變化，并將檢測到的數(shù)據(jù)通過RS-485總線傳送至監(jiān)測主機(jī)。

功能與參數(shù)：

1.溫度測量范圍：-20～+70℃精度：±1℃

2.濕度測量范圍：0～99%RH精度：±5%RH

3.工作電源：DC/12V或者24V

4.功耗：<2W

5.通信接口：RS485，2400bps

6.通信規(guī)約：MODBUS

7.外型尺寸：86mm×86mm×25mm

4.5內(nèi)置紅外探測器

監(jiān)測主機(jī)配有內(nèi)置紅外微波探測器和語音報(bào)警，當(dāng)內(nèi)置紅外探測器感應(yīng)到人員進(jìn)入時(shí)，監(jiān)測主機(jī)準(zhǔn)確接收、傳輸信號，啟動風(fēng)機(jī)輸出動作，并輸出語音提示，及時(shí)提醒工作人員注意現(xiàn)場環(huán)境，消防安全隱患。

4.6外置聲光告警燈

監(jiān)測主機(jī)一般安裝在開關(guān)室入口處或主控室，監(jiān)測主機(jī)配有聲光告警燈，當(dāng)SF6氣體濃度異常或氧氣濃度超標(biāo)時(shí)，聲光告警燈準(zhǔn)確接收監(jiān)測主機(jī)傳送輸來的信號進(jìn)行聲光報(bào)警輸出動作，及時(shí)提醒工作人員處理現(xiàn)場問題，消除安全隱患。

4.7風(fēng)機(jī)控制器

風(fēng)機(jī)控制器作為連接報(bào)警器(裝置)的控制模塊，通過通斷電的方式來控制220V供電或者380V供電的風(fēng)機(jī)。該控制器能準(zhǔn)確的接收到SF6泄露報(bào)警器(裝置)傳送過來的信息（有源交流220V輸入），進(jìn)行啟動風(fēng)機(jī)輸出動作，對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)處理。

風(fēng)機(jī)控制器具備控制風(fēng)機(jī)的功能，當(dāng)設(shè)備室裝有風(fēng)機(jī)設(shè)備時(shí)，可利用控制器對風(fēng)機(jī)進(jìn)行站端和遠(yuǎn)程開、停機(jī)控制。該控制器與就地的風(fēng)機(jī)開關(guān)應(yīng)相互獨(dú)立，各自能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的開、關(guān)功能。

4.8監(jiān)控主機(jī)軟件

監(jiān)控主機(jī)軟件為嵌入式操作平臺，分為監(jiān)測分析和數(shù)據(jù)管理兩個(gè)部分，軟件結(jié)構(gòu)簡單、界面友好。系統(tǒng)監(jiān)測主機(jī)可以接收、存儲、分析監(jiān)測器上傳的數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測器，可將實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)保存到主機(jī)，實(shí)現(xiàn)即時(shí)查詢各項(xiàng)數(shù)據(jù)功能。

五、功能特點(diǎn)

1、實(shí)時(shí)顯示SF6氣體濃度

系統(tǒng)循環(huán)采集被檢測區(qū)域的空氣，在操作控制屏及后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)上顯示該采樣空氣的SF6含量濃度；告警濃度可按要求在現(xiàn)場設(shè)定。

2、實(shí)時(shí)顯示氧氣濃度

檢測主機(jī)內(nèi)含有氧氣檢測傳感器，在檢測各區(qū)域采樣氣體中SF6氣體的含量同時(shí)，檢測氧氣含量，在操作控制屏及后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)上顯示該采樣空氣中的氧氣濃度；告警濃度可按要求在現(xiàn)場設(shè)定。

3、告警輸出

當(dāng)SF6氣體或氧氣含量達(dá)到告警濃度時(shí)，操作控制屏將按設(shè)定的方式，產(chǎn)生聲光、語音報(bào)警，并通過軟件規(guī)約或干接點(diǎn)通知遠(yuǎn)端監(jiān)控中心；

如果有工作人員接近開關(guān)時(shí)室，操作控制屏內(nèi)的紅外感應(yīng)被觸發(fā)，操作控制屏將啟動語音提示，通知提示工作人員當(dāng)前室內(nèi)是否有SF6或氧氣報(bào)警。

4、風(fēng)機(jī)控制

風(fēng)機(jī)有定時(shí)啟動、告警啟動與強(qiáng)制啟動三種方式；

系統(tǒng)內(nèi)有多個(gè)定時(shí)啟動的時(shí)間，可根據(jù)用戶的要求設(shè)定0～4次定時(shí)啟動、每次啟動的具體時(shí)間與時(shí)長；

當(dāng)SF6氣體或氧氣濃度達(dá)到告警濃度時(shí)，可根據(jù)用戶要求，設(shè)定系統(tǒng)是否啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)；操作控制屏有風(fēng)機(jī)開與風(fēng)機(jī)關(guān)2個(gè)按鈕，可以用來強(qiáng)制風(fēng)機(jī)啟動或關(guān)閉。

5、溫濕度顯示

溫度顯示范圍：-40～65℃ 濕度顯示范圍：0～99.99%RH。

6、聲光報(bào)警控制

可根據(jù)用戶要求，聲光報(bào)警在啟動后一定時(shí)間內(nèi)自動關(guān)閉，以免影響周圍居民。

審核編輯 黃宇