一种SF6气体浓度监测系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种SF6气体浓度监测系统和方法，所述系统包括：多个数据变送器，其被布置在智能变电站开关室中多个监测位置，用于测量各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度；告警变送器，用于接收主控制模块的告警命令，并驱动告警设备进行告警以及驱动通风装置对智能变电站开关室内通风；显示模块，用于提供交互接口，所述交互接口能够设置系统参数、显示各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度，并显示SF6浓度的历史曲线；以及主控制模块，用于处理所述多个变送器上传的各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度并且发送告警命令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及SF6气体检测
，并且更具体地，涉及一种SF6气体浓度监测系统和方法。
技术介绍
SF6气体因其良好的绝缘、灭弧能力及相对稳定、无毒等理化特性在电力系统中得到了广泛的应用。运行中的SF6气体绝缘设备会由于操作及放电等因素产生多种有毒分解物。当密封出现老化或操作不当致使SF6发生泄漏时，比重较大的SF6及其分解物会在室内低层空间聚集，造成空气缺氧及带毒，对室内工作人员的安全构成严重威胁。随着变电站自动化技术的不断发展，基于微处理器的新型智能化电子设备得到了广泛的应用。同时，通讯标准IEC61850在变电站中的不断推广使用使得智能变电站结构有了突破性的变化。现有的室内SF6气体浓度监测装置主要是针对SF6气体浓度、O2浓度等参数进行监测，当监测到室内气体浓度超限时进行告警及处理，尚不能将开关室内气体环境数据上传至智能变电站监控系统。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的上述问题，本专利技术提供一种SF6气体浓度监测系统，其特征在于，所述系统包括：多个数据变送器，其被布置在智能变电站开关室中多个监测位置，用于测量各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度。主控制模块，用于处理所述多个变送器上传的各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度并且发送告警命令；告警变送器，用于接收主控制模块的告警命令，并驱动告警设备进行告警以及驱动通风装置对智能变电站开关室内通风；显示模块，用于提供交互接口，所述交互接口能够设置系统参数、显示各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度，并显示SF6浓度的历史曲线；以及协议转换模块，用于转换监测信息和告警信息，并将转换后的信息上传至智能变电站监控系统，其中所述监测信息包括多个数据变送器在各个监测位置的测量的SF6浓度和O2浓度以及开关室内温度和湿度。优选地，所述系统还包括串口总线，用于实现主控制模块与多个数据变送器的通讯。优选地，所述协议转化模块采用模块化的协议转换器，将开关室内SF6浓度和O2浓度的状态转换为IEC61850协议格式数据。优选地，当SF6气体浓度高于1000ppm或O2浓度低于18％时，所述主控制模块向告警变送器发送告警动作信息，并将上述气体浓度监测信息及告警动作信息上传至智能变电站监控系统。优选地，所述主控制模块通过轮询的方式获取各个数据变送器的SF6浓度和O2浓度以及开关室内温度和湿度的监测数据，对数据进行解析、滤波后在显示模块进行实时显示并绘制SF6气体浓度历史曲线。优选地，所述系统采用RS485串口总线。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种监测SF6气体浓度的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、SF6气体浓度监测系统由1至n轮询n个数据变送器；步骤2、等待100ms后，主控制模块通过串口总线读取数据变送器发送监测数据；步骤3、主控制模块对接收的监测数据进行CRC校验，若校验通过，跳至步骤4，若校验不通过，返回步骤1；步骤4、主控制模块解析所述监测数据，得到SF6浓度和O2浓度以及开关室内温度和湿度；步骤5、主控制模块在显示模块上显示各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及开关室内温度和湿度，并绘制SF6浓度历史曲线；以及步骤6、协议转换模块将SF6和O2浓度、开关室内温度和湿度以及告警命令转换后上传到智能变电站监控系统。优选地，所述方法在SF6气体浓度监测系统轮询数据变送器之前还包括SF6气体浓度监测系统的串口初始化。优选地，当SF6和O2浓度达到告警值时，主控制模块向告警变送器发送告警动作信息，其中所述告警值为SF6气体浓度高于1000ppm或O2浓度低于18％。优选地，所述协议转化模块采用模块化的协议转换器，将开关室内SF6和O2浓度状态转换为IEC61850协议格式数据。优选地，所述方法采用RS485串口总线。综上所述，通过本专利技术所提供的SF6气体浓度监测系统和方法，实现了对SF6气体浓度和O2浓度进行多点监测，通过人机交互界面显示各监测点气体浓度，以及当室内气体浓度超限时进行告警及处理，同时能够将上述监测及告警信息转换为协议格式数据，上传至智能变电站监控系统，从而可以及时发现SF6气体泄漏，通过告警装置提示现场工作人员，并且可以驱动通风装置改善现场环境，降低有害气体浓度，最大程度地保障工作人员人身安全。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1示出了本专利技术具体实施方式的SF6气体浓度监测系统的结构图；以及图2示出了本专利技术具体实施方式的SF6气体浓度监测方法的流程图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1是本专利技术具体实施方式的SF6气体浓度监测系统的结构图。如图1所示，SF6气体浓度监测系统100包括4个数据变送器110-114、主控制模块102、告警变送器103、显示模块104、协议转换模块105和串口总线106。数据变送器110-114，其被均匀布置在智能变电站开关室距地面高1m的位置上，用于测量4个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度。每个数据变送器集成了基于红外吸收技术的SF6传感器、O2传感器、温湿度传感器。采用的气体传感器将气体浓度数据处理后以Modbus-ASCII协议数据格式输出，输出电平5V。数据变送器采用MSP430F149作为微控制器，将采集到的气体浓度数据和温湿度数据转换为Modbus-RTU协议数据格式。主控制模块102，用于处理所述4个变送器上传的4个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度并且发送告警命令。主控制模块基于ARM9硬件平台及WinCE5.0嵌入式操作系统，采用LabVIEW软件开发工具开发应用程序。4个数据变送器和告警变送器通过RS-485串口总线连接至主控制模块，通过Modbus-RTU通信协议进行数据传输。告警变送器103，用于接收主控制模块102的告警命令，并驱动告警设备进行告警以及驱动通风装置对智能变电站开关室内通风。告警变送器连接到主控制模块的RS-485串口总线，采用Modbus-RTU通讯协议。显示模块104，用于提供交互接口，所述交互接口能够设置系统参数、显示4个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度，并显示SF6浓度的历史曲线。在实施方式中，显示模块直接连接至主控制模块ARM9处理器集成的LCD端口。所述显示模块支持鼠标或触摸控制，监测开始前设置串口参数，包括端口号、波特率、数据位、奇偶校验位、停止位。监测开始时，每个数据变送器的位置值、测得的SF6浓度、O2浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SF6气体浓度监测系统，其特征在于，所述系统包括：多个数据变送器，其被布置在智能变电站开关室中多个监测位置，用于测量各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度；主控制模块，用于处理所述多个变送器上传的各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度并且发送告警命令；告警变送器，用于接收主控制模块的告警命令，并驱动告警设备进行告警以及驱动通风装置对智能变电站开关室内通风；显示模块，用于提供交互接口，所述交互接口能够设置系统参数、显示各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度，并显示SF6浓度的历史曲线；以及协议转换模块，用于转换监测信息和告警信息，并将转换后的信息上传至智能变电站监控系统，其中所述监测信息包括多个数据变送器在各个监测位置的测量的SF6浓度和O2浓度以及开关室内温度和湿度。

【技术特征摘要】
1.一种SF6气体浓度监测系统，其特征在于，所述系统包括：多个数据变送器，其被布置在智能变电站开关室中多个监测位置，用于测量各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度；主控制模块，用于处理所述多个变送器上传的各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度并且发送告警命令；告警变送器，用于接收主控制模块的告警命令，并驱动告警设备进行告警以及驱动通风装置对智能变电站开关室内通风；显示模块，用于提供交互接口，所述交互接口能够设置系统参数、显示各个监测位置的SF6浓度和O2浓度以及所述智能变电站开关室内温度和湿度，并显示SF6浓度的历史曲线；以及协议转换模块，用于转换监测信息和告警信息，并将转换后的信息上传至智能变电站监控系统，其中所述监测信息包括多个数据变送器在各个监测位置的测量的SF6浓度和O2浓度以及开关室内温度和湿度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括串口总线，用于实现主控制模块与多个数据变送器的通讯。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述协议转化模块采用模块化的协议转换器，将开关室内SF6浓度和O2浓度的状态转换为IEC61850协议格式数据。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当SF6气体浓度高于1000ppm或O2浓度低于18％时，所述主控制模块向告警变送器发送告警动作信息，并将上述气体浓度监测信息及告警动作信息上传至智能变电站监控系统。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制模块通过轮询的方式获取各个数据变送器的S...

【专利技术属性】
技术研发人员：党冬，刘之方，李志远，李永亮，李会兵，周玮，陈没，闫晔，余辉，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11