一种绝缘性能自测试的气体密度继电器及监测系统技术方案

本申请提供一种绝缘性能自测试的气体密度继电器及监测系统，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、信号调节机构及设备连接接头，气体密度继电器通过若干信号发生器输出接点信号。还包括：绝缘性能检测单元、接点信号隔离单元；所述绝缘性能检测单元与接点信号和外壳连接，或直接与信号发生器和外壳相连接，在接点信号隔离单元的作用下，气体密度继电器的接点信号与其控制回路隔离，在接到检测绝缘性能的指令时，绝缘性能检测单元能够对气体密度继电器进行绝缘性能测试。

A gas density relay and monitoring system for insulation self-test

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘性能自测试的气体密度继电器及监测系统
本技术涉及电力
，具体涉及一种应用在高压电气设备上，绝缘性能自测试的气体密度继电器及监测系统。
技术介绍
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，所以对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，为此气体密度监测系统(气体密度继电器)应用将蓬勃发展。而目前的气体密度监测系统(气体密度继电器)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)应用气体密度变送器实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。SF6气体密度继电器是核心和关键部件。但是，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(气体密度继电器)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，可以在压力到达报警、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、密度等信息及时的传送到目标设备(如电脑终端)实现在线监测。对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》都要求要定期的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，非常必要在现有的气体密度自校验气体密度继电器，尤其是气体密度在线自校验气体密度继电器或系统中，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密度继电器的校验功能，进而完成(机械式)密度继电器的定期校验工作，以及完成接点绝缘性能的测试，无须检修人员到现场才能完成密度继电器的校验工作，大大提高效率，降低成本。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准确测量电气设备气室内部的微水值。
技术实现思路
本技术提供一种高压或中压电气设备用的，绝缘性能自测试的气体密度继电器及监测系统，用于解决对于气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行监测的同时，还完成对气体密度继电器的在线校验，以及完成接点绝缘性能的测试，提高效率，降低运行维护成本，保障电网安全运行。本申请第一个方面提供了一种绝缘性能自测试的气体密度继电器。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绝缘性能自测试的气体密度继电器构成，或者包括第一个方面所述的绝缘性能自测试的气体密度继电器。本申请所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，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、信号调节机构及设备连接接头；其中，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本体通过所述信号发生器输出接点信号；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双金属片或密封有补偿气体的密封气室；所述气体密度继电器还包括绝缘性能检测单元、接点信号隔离单元；所述绝缘性能检测单元与接点信号和壳体相连接，或直接与信号发生器和壳体相连接；所述接点信号隔离单元包括第一继电器和第二继电器，其中，第一继电器包括至少一个常闭接点，第二继电器包括至少一个第一常开接点，所述常闭接点和所述第一常开接点保持相反的开关状态；所述常闭接点串联在气体密度继电器的接点的控制回路中，所述第一常开接点连接在气体密度继电器的接点上；所述绝缘性能检测单元包括第三继电器、电压激励器、电流检测器、放大器和A/D转换器，其中，第三继电器包括一个第二常开接点；所述气体密度继电器的接点通过第二常开接点连接电压激励器的一端，电压激励器的另一端通过电流检测器接地，放大器并联至电流检测器的两端，所述A/D转换器串联在放大器的输出端与所述气体密度继电器的接点信号采样接口之间；在非校验状态下，所述常闭接点闭合，所述第一常开接点、第二常开接点断开，所述气体密度继电器通过接点的控制回路实时监测所述接点的输出状态；在校验状态下，所述常闭接点断开，所述第一常开接点断开，所述第二常开接点闭合，所述电压激励器和电流检测器串联在所述气体密度继电器的接点上，所述气体密度继电器的接点通过所述第二常开接点、电压激励器、放大器和A/D转换器与所述气体密度继电器的接点信号采样接口相连接。优选地，所述气体密度继电器的接点信号与其控制回路通过接点信号隔离单元隔离，在接到检测绝缘性能的指令时，绝缘性能检测单元对气体密度继电器进行绝缘性能测试。优选地，所述绝缘性能检测单元对密度继电器各接点信号及各接点信号与壳体之间，分别进行绝缘电阻测试。优选地，所述密度继电器还包括通讯模块，通过通讯模块把检测到密度继电器的接点接触电阻值远传到相应的监测系统，或远传到目标设备。优选地，所述绝缘性能自测试的气体密度继电器还包括压力传感器、温度传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元、智控单元；所述阀的一端与设备连接接头相连通，所述阀的另一端与基座相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，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、信号调节机构及设备连接接头；/n其中，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本体通过所述信号发生器输出接点信号；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双金属片或密封有补偿气体的密封气室；/n所述气体密度继电器还包括绝缘性能检测单元、接点信号隔离单元；所述绝缘性能检测单元与接点信号和壳体相连接，或直接与信号发生器和壳体相连接；/n所述接点信号隔离单元包括第一继电器和第二继电器，其中，第一继电器包括至少一个常闭接点，第二继电器包括至少一个第一常开接点，所述常闭接点和所述第一常开接点保持相反的开关状态；所述常闭接点串联在气体密度继电器的接点的控制回路中，所述第一常开接点连接在气体密度继电器的接点上；/n所述绝缘性能检测单元包括第三继电器、电压激励器、电流检测器、放大器和A/D转换器，其中，第三继电器包括一个第二常开接点；所述气体密度继电器的接点通过第二常开接点连接电压激励器的一端，电压激励器的另一端通过电流检测器接地，放大器并联至电流检测器的两端，所述A/D转换器串联在放大器的输出端与所述气体密度继电器的接点信号采样接口之间；/n在非校验状态下，所述常闭接点闭合，所述第一常开接点、第二常开接点断开，所述气体密度继电器通过接点的控制回路实时监测所述接点的输出状态；/n在校验状态下，所述常闭接点断开，所述第一常开接点断开，所述第二常开接点闭合，所述电压激励器和电流检测器串联在所述气体密度继电器的接点上，所述气体密度继电器的接点通过所述第二常开接点、电压激励器、放大器和A/D转换器与所述气体密度继电器的接点信号采样接口相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，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、信号调节机构及设备连接接头；
其中，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本体通过所述信号发生器输出接点信号；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双金属片或密封有补偿气体的密封气室；
所述气体密度继电器还包括绝缘性能检测单元、接点信号隔离单元；所述绝缘性能检测单元与接点信号和壳体相连接，或直接与信号发生器和壳体相连接；
所述接点信号隔离单元包括第一继电器和第二继电器，其中，第一继电器包括至少一个常闭接点，第二继电器包括至少一个第一常开接点，所述常闭接点和所述第一常开接点保持相反的开关状态；所述常闭接点串联在气体密度继电器的接点的控制回路中，所述第一常开接点连接在气体密度继电器的接点上；
所述绝缘性能检测单元包括第三继电器、电压激励器、电流检测器、放大器和A/D转换器，其中，第三继电器包括一个第二常开接点；所述气体密度继电器的接点通过第二常开接点连接电压激励器的一端，电压激励器的另一端通过电流检测器接地，放大器并联至电流检测器的两端，所述A/D转换器串联在放大器的输出端与所述气体密度继电器的接点信号采样接口之间；
在非校验状态下，所述常闭接点闭合，所述第一常开接点、第二常开接点断开，所述气体密度继电器通过接点的控制回路实时监测所述接点的输出状态；
在校验状态下，所述常闭接点断开，所述第一常开接点断开，所述第二常开接点闭合，所述电压激励器和电流检测器串联在所述气体密度继电器的接点上，所述气体密度继电器的接点通过所述第二常开接点、电压激励器、放大器和A/D转换器与所述气体密度继电器的接点信号采样接口相连接。


2.根据权利要求1所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器的接点信号与其控制回路通过接点信号隔离单元隔离，在接到检测绝缘性能的指令时，绝缘性能检测单元对气体密度继电器进行绝缘性能测试。


3.根据权利要求1所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，其特征在于，所述绝缘性能检测单元对密度继电器各接点信号及各接点信号与壳体之间，分别进行绝缘电阻测试。


4.根据权利要求1所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还包括通讯模块，通过通讯模块把检测到密度继电器的接点接触电阻值远传到相应的监测系统，或远传到目标设备。


5.根据权利要求1所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，其特征在于，至少有一个温度传感器设置在所述气体密度继电器的温度补偿元件附近、或设置在温度补偿元件上，或集成于温度补偿元件中。


6.根据权利要求1所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，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基座上；所述温度补偿元件的另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；或者，
所述显示机构包括具有示值显示的数码器件或液晶器件。


7.根据权利要求1所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，其特征在于，所述密度继电器还包括密度测量传感器、智能处理器、通讯模块；在气路上，所述密度测量传感器与压力检测器相连通；所述密度测量传感器、通讯模块与智能处理器相连接；所述智能处理器与接点信号采样接口连接。


8.根据权利要求7所述的一种绝缘性能自测试的气体密度继电器，其特征在于，所述密度测量传感器为压力传感器和温度传感器；或者采用石英音叉技术的密度测量传感器；或者采用压力传...

【专利技术属性】
技术研发人员：金海生，廖海明，常敏，曾伟，贺兵，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