GIS設(shè)備SF6氣體微水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、GIS(Gas Insulated Switchgear)是一種封閉的組合電氣設(shè)備，該設(shè)備是把整個(gè)變電站的設(shè)備（斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線等），除變壓器外，全部封閉在一個(gè)接地的金屬殼內(nèi)，使得GIS設(shè)備內(nèi)部絕緣間距離縮小，單純的空氣無(wú)法滿足設(shè)備內(nèi)部間絕緣要求，因此，需要在殼內(nèi)充以表壓0.25～0.3MPa的SF6氣體來(lái)進(jìn)行絕緣和滅弧。由于GIS設(shè)備自身具有較高的可靠性以及安全性，占地面積也不是很大，非

2、常適合大城市和工業(yè)密集區(qū)變電站的建設(shè)。實(shí)際上GIS設(shè)備密封性不可能保持絕對(duì)良好，且設(shè)備內(nèi)部SF6氣體雖有一部分壓力，但設(shè)備內(nèi)外部水蒸氣分壓懸殊，所以外部的水汽分子有可能透過(guò)設(shè)備密封不嚴(yán)的部分進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，加劇水解反應(yīng)，造成GIS設(shè)備的腐蝕，并有可能在設(shè)備內(nèi)部結(jié)露，降低絕緣，且容易產(chǎn)生沿面放電而引起事故。因此加大SF6氣體中微量水分的分析、檢測(cè)、控制成為了其首要研究?jī)?nèi)容。但是目前現(xiàn)行的檢測(cè)方式多為離線監(jiān)測(cè)法，檢測(cè)具有周期性，無(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)

3、備運(yùn)行微水含量趨勢(shì)，本文在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)GIS設(shè)備中SF6的微水含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了主要研究。依據(jù)現(xiàn)有的檢測(cè)方法和測(cè)量原理，運(yùn)用測(cè)量紅外氣體吸收原理和SF6氣體的濕度測(cè)量原理，進(jìn)行了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)。硬件方面，在選取完合適的器件后，對(duì)ARM核心處理器電路進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)了顯示電路、RS485總線通訊、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)調(diào)整電路。軟件方面，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)框架、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)采集模塊、RS458總線、

4、顯示模塊。通過(guò)使用PC機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)GIS設(shè)備中SF6的微水含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并對(duì)系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑵選用差分光譜吸收法來(lái)檢測(cè)SF6中的微水含量大小，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成檢測(cè)，并且具有較高的精度。不僅如此，該方法操作簡(jiǎn)便，可以不受環(huán)境因素的限制，在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)了LCD顯示模塊，可以在立即讀出檢測(cè)數(shù)據(jù)，如果微水含量超出了預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，使得系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)有所降低，以此來(lái)提高系統(tǒng)的總體適

5、用性。⑵根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，將系統(tǒng)的核心控制器選取為S3C44B0，并且讓該系統(tǒng)與測(cè)試技術(shù)以及傳感器技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，完成了系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)以及軟件開(kāi)發(fā)，滿足了系統(tǒng)的相關(guān)功能需求，可以在特殊工作環(huán)境當(dāng)中保證系統(tǒng)測(cè)試的實(shí)時(shí)性，符合該領(lǐng)域的發(fā)展潮流。⑶對(duì)系統(tǒng)的硬件以及軟件方面展開(kāi)了設(shè)計(jì)。對(duì)于硬件設(shè)計(jì)，使用Altium Designer完成系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)。在整個(gè)原理圖當(dāng)中主要包括ARM核心處理器電路、顯示電路、RS485總線通訊電路、A/

6、D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)調(diào)整電路，而ARM核心處理器電路又包括S3C4480微處理器的硬件配置以及I/O端口電路、系統(tǒng)電源電路、存儲(chǔ)器系統(tǒng)電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路以及JTAG電路。對(duì)于軟件，分別從數(shù)據(jù)采集模塊、RS458總線模塊以及顯示模塊對(duì)程序進(jìn)行了編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了微水濃度的標(biāo)定、正常通訊以及數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理等。⑷遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)。在RS485信息通訊模塊的基礎(chǔ)上，在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)使用雙絞線將所測(cè)得的數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)當(dāng)中，此時(shí)從計(jì)算機(jī)當(dāng)中就可