一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器及监测系统技术方案

本申请提供了一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，包括壳体，以及壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、信号发生器和设备连接接头，还包括微水传感器、压力调节机构和智控单元；压力调节机构的其气路与压力检测器连通，压力调节机构用于调节气体密度继电器的气路的压力升降，实现气体流动；微水传感器与压力调节机构在气路上连通；智控单元，分别与微水传感器、压力调节机构连接，用于完成压力调节机构的控制，接收微水传感器采集的气体微水值，并远传至相应的检测系统或目标设备。本申请实现了对气体绝缘电气设备的气体微水值的在线监测，降低了安全隐患，提高了电网的可靠性。本申请还提供一种含有上述气体密度继电器的监测系统。

A gas density relay and monitoring system for on-line monitoring of micro water content of gas

【技术实现步骤摘要】
一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器及监测系统
本技术涉及电力
，尤其涉及一种应用在高压、中压电气设备上，在线监测气体微水含量的气体密度继电器及监测系统。
技术介绍
气体密度继电器，一般用于监视和控制高压、中压电气设备内绝缘气体的密度，其内部设有接点信号控制回路，气体密度继电器的气路连通高压、中压电气设备的气室，当检测到出现气体泄漏时，气体密度继电器的接点动作，生成接点信号，接点信号控制回路根据接点信号，发出报警或进行闭锁，从而实现电气设备的安全运行保护。目前，SF6(六氟化硫)电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，随着经济高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，SF6电气设备用量越来越多。SF6气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压电气设备内SF6气体的密度降低和微水含量如果超标将严重影响SF6高压电气设备的安全运行：1)SF6气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的丧失。2)在一些金属物的参与下，SF6气体在高温200℃以上温度可与水发生水解反应，生成活泼的HF和SOF2，腐蚀绝缘件和金属件，并产生大量热量，使气室压力升高。3)在温度降低时，过多的水份可能形成凝露水，使绝缘件表面绝缘强度显著降低，甚至闪络，造成严重危害。因此电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须对SF6气体的密度和含水量进行定期检测。随着无人值守变电站向网络化、数字化方向发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，SF6电气设备的气体密度和微水含量状态的在线监测具有重要的现实意义。随着中国智能电网的不断大力发展，智能高压电气设备作为智能变电站的重要组成部分和关键节点，对智能电网的安全起着举足轻重的作用。高压电气设备目前大多为SF6气体绝缘设备，如果气体密度降低(如泄漏等引起)将严重影响设备的电气性能，对安全运行造成严重隐患。目前在线监测SF6高压电气设备中的气体密度值已经非常普遍了，现有的气体密度监测系统(装置)基本上是：1)应用远传式SF6气体密度继电器实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。2)应用气体密度实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。SF6气体密度继电器是核心和关键部件。但由于高压变电站现场运行的环境恶劣，特别是电磁干扰非常强，目前使用的气体密度监测系统(装置)中，其远传式SF6气体密度继电器是由机械式密度继电器和电子远传部分组成的；另外，应用气体密度变送器的电网系统中，都还保留传统的机械式密度继电器。该机械式密度继电器有一组、二组或三组机械触点，在压力到达报警、闭锁或超压的状态，及时将信息通过接点连接电路传送到目标设备终端，保证设备安全运行。同时监测系统还配有安全可靠的电路传送功能，为实现实时数据远程数据读取与信息监控建立了有效平台，可将压力、温度、密度等信息及时地传送到目标设备(如电脑终端)实现在线监测。对SF6电气设备上的气体密度继电器进行定期检验，是防患于未然，保障SF6电气设备安全可靠运行的必要措施；《电力预防性试验规程》和《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》都要求要定期地对气体密度继电器进行校验。从实际运行情况来看，对气体密度继电器进行定期校验是保障电力设备安全、可靠运行的必要手段之一。因此，目前SF6气体密度继电器的校验在电力系统已经非常重视和普及，各供电公司、发电厂、大型厂矿企业都已经实施。而供电公司、发电厂、大型厂矿企业为完成气体密度继电器的现场校验检测工作需配备测试人员、设备车辆和高价值的SF6气体。包括检测时的停电营业损失在内，粗略计算，每个高压开关站的每年分摊的检测费用约在数万到几十万元左右。另外，检测人员现场校验如果不规范操作，还存在安全隐患。为此，非常有必要在现有的气体密度继电器上，进行创新，使实现气体密度在线监测的气体密度继电器或组成的监测系统中还具有气体密度继电器的校验功能，进而完成(机械式)气体密度继电器的定期校验工作，无需检修人员到现场，大大提高了效率，降低了成本。同时在线自校验的气体密度继电器或由其组成的监测系统中可以准确测量电气设备的气室内部的微水值。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种应用在高压、中压电气设备上，在线监测气体微水含量的气体密度继电器及监测系统，用于实现对气体绝缘或灭弧的电气设备内的气体微水含量进行监测，降低运行维护成本，保障电网安全运行。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：本申请第一个方面提供了一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器。本申请第二个方面提供了一种监测系统，所述监测系统由第一个方面所述的在线监测气体微水含量的气体密度继电器构成，或者包括第一个方面所述的在线监测气体微水含量的气体密度继电器。本申请所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，包括：壳体，以及设于所述壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、至少一个信号发生器和设备连接接头，所述基座与所述压力检测器相连通，所述气体密度继电器通过所述设备连接接头与电气设备相连通；所述气体密度继电器还包括微水传感器、压力调节机构和智控单元；所述压力调节机构，其气路通过所述基座与所述压力检测器相连通，所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器的气路的压力升降，实现气体流动；所述微水传感器与所述压力调节机构在气路上相连通，用于在线监测气体微水值；所述智控单元与所述微水传感器相连接，接收所述微水传感器采集的气体微水值，并将所述气体微水值远传至相应的检测系统或目标设备。优选地，所述智控单元还与所述压力调节机构相连接，用于完成所述压力调节机构的控制，实现气体流动。优选地，所述信号发生器包括微动开关或磁助式电接点，所述气体密度继电器通过所述信号发生器输出接点信号，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。优选地，所述压力检测器包括巴登管或波纹管。优选地，所述温度补偿元件采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。优选地，所述微水传感器还采集压力信号、温度信号，和/或气体密度信号；和/或远传压力信号、温度信号，和/或气体密度信号。优选地，所述气体密度继电器还包括密度测量传感器，所述密度测量传感器在气路上与压力检测器相连通，用于采集数据信息；所述密度测量传感器还与所述智控单元相连接，所述智控单元接收和/或计算所述密度测量传感器采集的数据信息，并将所述数据信息远传至相应的检测系统或目标设备；其中，所述数据信息包括密度值，和/或压力值、温度值。更优选地，所述密度测量传感器包括压力传感器和温度传感器；或者，采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，采用石英音叉技术的密度测量传感器。所述石英音叉技术的密度测量传感器，即利用处于真空中的石英振荡器恒定的共鸣频率与一个处于被测气体中同源的石英振荡器的共鸣频率差，与被测气体的密度成正比，经过处理后得到气体密度值的模拟信号或数字信号。进一步地，所述气体密度继电器还包括绝缘件，所述压力传感器通过绝缘件与压力传感器固定座相连接；或者，所述压力传感器通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：包括壳体，以及设于所述壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、至少一个信号发生器和设备连接接头，所述基座与所述压力检测器相连通，所述气体密度继电器通过所述设备连接接头与电气设备相连通；所述气体密度继电器还包括微水传感器、压力调节机构和智控单元；/n所述压力调节机构，其气路通过所述基座与所述压力检测器相连通，所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器的气路的压力升降，实现气体流动；/n所述微水传感器与所述压力调节机构在气路上相连通，用于在线监测气体微水值；/n所述智控单元与所述微水传感器相连接，接收所述微水传感器采集的气体微水值，并将所述气体微水值远传至相应的检测系统或目标设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：包括壳体，以及设于所述壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、至少一个信号发生器和设备连接接头，所述基座与所述压力检测器相连通，所述气体密度继电器通过所述设备连接接头与电气设备相连通；所述气体密度继电器还包括微水传感器、压力调节机构和智控单元；
所述压力调节机构，其气路通过所述基座与所述压力检测器相连通，所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器的气路的压力升降，实现气体流动；
所述微水传感器与所述压力调节机构在气路上相连通，用于在线监测气体微水值；
所述智控单元与所述微水传感器相连接，接收所述微水传感器采集的气体微水值，并将所述气体微水值远传至相应的检测系统或目标设备。


2.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述智控单元还与所述压力调节机构相连接，用于完成所述压力调节机构的控制，实现气体流动。


3.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述信号发生器包括微动开关或磁助式电接点，所述气体密度继电器通过所述信号发生器输出接点信号，所述接点信号包括报警、和/或闭锁；
所述压力检测器包括巴登管或波纹管；
所述温度补偿元件采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。


4.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述微水传感器还采集压力信号、温度信号，和/或气体密度信号；和/或远传压力信号、温度信号，和/或气体密度信号。


5.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述气体密度继电器还包括密度测量传感器，所述密度测量传感器在气路上与所述压力检测器相连通，用于采集数据信息；所述密度测量传感器还与所述智控单元相连接，所述智控单元接收和/或计算所述密度测量传感器采集的数据信息，并将所述数据信息远传至相应的检测系统或目标设备；其中，所述数据信息包括密度值，和/或压力值、温度值。


6.根据权利要求5所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述密度测量传感器包括压力传感器和温度传感器；或者，采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，采用石英音叉技术的密度测量传感器。


7.根据权利要求6所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述气体密度继电器还包括绝缘件，所述压力传感器通过绝缘件与压力传感器固定座相连接；或者，所述压力传感器通过绝缘件密封固定在压力传感器固定座上。


8.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述微水传感器将采集的气体微水值直接远传；或者，所述智控单元还包括通讯模块，所述智控单元通过所述通讯模块将所述气体微水值远传至相应的检测系统或目标设备，所述通讯模块的通讯方式为有线通讯或无线通讯方式。


9.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述智控单元基于微处理器的嵌入式系统内嵌算法及控制程序，自动控制整个监测过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。


10.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述气体密度继电器还包括用于人机交互的显示界面，实时显示当前的数据，和/或支持数据输入。


11.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述智控单元设有电气接口，所述电气接口用于完成测试数据存储，和/或测试数据导出，和/或测试数据打印，和/或与上位机进行数据通讯，和/或输入模拟量、数字量信息。


12.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述智控单元上还设有时钟，所述时钟用于记录测试时间。


13.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述智控单元的控制通过现场控制，和/或通过后台控制。


14.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述气体密度继电器还包括显示机构，所述显示机构包括机芯、指针、刻度盘，所述机芯固定在所述壳体内；所述温度补偿元件的一端还通过连杆与所述机芯连接或直接与所述机芯连接；所述指针安装于所述机芯上且设于所述刻度盘之前，所述指针结合所述刻度盘显示气体密度值；和/或
所述显示机构包括具有示值显示的数码器件或液晶器件。


15.根据权利要求1所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述气体密度继电器还包括多通接头，所述压力调节机构设置在所述多通接头上；和/或所述微水传感器设置在所述多通接头上。


16.根据权利要求15所述的一种在线监测气体微水含量的气体密度继电器，其特征在于：所述气体密度继电器还包括自封阀，所述自封阀设置在所述多通接头上。


17.根据权利要求16所述的一种在线监测气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐乐，贺兵，廖海明，金海生，谭庆，
申请(专利权)人：上海乐研电气有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31