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技術文章(zhāng)
變電站SF6洩露在線監控報警系統實施方案
發布時(shí)間:2016-05-19 08:59 來(lái)源:華電國威
  項目必要性
高(gāo)壓SF6開關設備其内部充有SF6氣體,SF6氣體在電力行業主要是作爲一種優異的(de)絕緣和(hé)滅弧介質而成功地應用(yòng)于高(gāo)壓開關及其設備,在高(gāo)壓、超高(gāo)壓以及特高(gāo)壓領域,SF6氣體幾乎成爲斷路器和(hé)GIS的(de)唯一絕緣和(hé)滅弧介質。
但在開關分(fēn)斷操作過程中,在電弧作用(yòng)、電暈、火花放電和(hé)局部放電、高(gāo)溫等因素下(xià),SF6氣體會進行分(fēn)解,它的(de)分(fēn)解遇到水(shuǐ)分(fēn)後會變成腐蝕性電解質,其中有些高(gāo)毒性分(fēn)解物(wù),如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2,它們會刺激皮膚、粘膜,如果吸入量大(dà),還(hái)會引起頭暈和(hé)肺氣腫 ,甚至緻人(rén)死亡。充有SF6氣體的(de)設備大(dà)多(duō)安裝在室内,空氣流通(tōng)速度相對(duì)較慢(màn),如果SF6氣體一旦洩漏,将在室内沉積不易散發,SF6氣體本身又是無色無味的(de),洩漏後不易被發覺。另外由于SF6氣體的(de)比重較氧大(dà),往往是沉積于低層空間,容易造成局部缺氧,使人(rén)窒息。這(zhè)樣就會對(duì)現場(chǎng)工作人(rén)員(yuán)造成極大(dà)的(de)安全隐患。
一方面由于SF6其優異的(de)絕緣、滅弧特性,逐漸使SF6設備被廣泛地應用(yòng)于高(gāo)中壓領域,而另一方面,SF6氣體本身對(duì)設備、環境,尤其是現場(chǎng)工作人(rén)員(yuán)生命健康安全造成危害的(de)可(kě)能性也(yě)越來(lái)越大(dà)。爲了(le)确保設備的(de)正常安全運行,充分(fēn)保障現場(chǎng)人(rén)員(yuán)的(de)身體健康和(hé)人(rén)身安全,必須采取有效手段對(duì)設備區(qū)域的(de)SF6氣體洩漏進行監測,防止意外事故發生。
《電業安全工作規程》(發電廠和(hé)變電站部分(fēn))特别規定,裝有SF6設備的(de)配電裝置室必須保證SF6氣體濃度小于1000ppm,除須裝設強力通(tōng)風裝置外還(hái)必須安裝能報警的(de)氧量儀和(hé)SF6氣體濃度監測報警儀等。
  SF6安全法規摘錄
 第191條  裝有SF6設備的(de)配電裝置室和(hé)SF6氣體實驗室,必須裝設強力通(tōng)風裝置。風口應設置在室内低部。
第192條  在室内,設備充裝SF6氣體時(shí),周圍環境相對(duì)濕度應小于80%,同時(shí)必須開啓通(tōng)風系統,并避免SF6氣體洩漏到工作區(qū)。工作區(qū)空氣中SF6氣體含量不得(de)超過1000ppm。
第196條  工作人(rén)員(yuán)進入SF6配電裝置室,必須先通(tōng)風15分(fēn)鐘(zhōng),并用(yòng)檢漏儀測量SF6氣體含量,盡量避免一人(rén)進入SF6配電裝置室進行巡視,不準一人(rén)進入從事檢修工作。
第198條  工作人(rén)員(yuán)進入SF6配電裝置室低位區(qū)或電纜溝進行工作應先監測含氧量(不低于18%)和(hé)SF6氣體含量是否合格。
第199條  SF6配電裝置室低位區(qū)安裝能報警的(de)氧量儀和(hé)SF6氣體洩漏報警儀。這(zhè)些儀器應定期試驗,保證完好。
第203條  發生緊急事故應立即開啓全部通(tōng)風系統進行通(tōng)風。發生設備防爆破膜破裂事故時(shí),應停電處理(lǐ),并用(yòng)汽油或丙酮擦拭幹淨。
系統特點
經過精心特别設計,本項目具有如下(xià)特點:
集多(duō)重監測功能于一身主要針對(duì)最重要的(de)SF6氣體和(hé)氧氣超标報警,并兼有溫度、濕度等環境數據的(de)輔助監測功能。完全符合《電業安全工作規程》要求。
先進的(de)氣體傳感器
選用(yòng)先進的(de)高(gāo)靈敏度進口傳感器,壽命長(cháng),帶有誤報警過濾軟件,避免誤報警。
早期現場(chǎng)報警
微量監測技術能發出早期現場(chǎng)警報,并指示氣體洩漏位置,及時(shí)通(tōng)知危險地點内人(rén)員(yuán)疏散,尋找及消除洩漏源,保護運行設備。
現場(chǎng)總線設計
一根電纜連接 、主機、分(fēn)析模塊、取樣模塊、遠(yuǎn)紅外人(rén)體感應器、報警燈、風機控制器、可(kě)分(fēn)立可(kě)組合,具有很高(gāo)的(de)現場(chǎng)适應性。
多(duō)點組網監測
多(duō)點同時(shí)監測,滿足現場(chǎng)環境需要,提高(gāo)監測可(kě)靠性。
遙測遙信能力
可(kě)以通(tōng)過RS485或RS232總線将數據遠(yuǎn)傳送到遠(yuǎn)動控制中心,控制中心也(yě)可(kě)以直接遠(yuǎn)距離查詢、控制監控系統。
長(cháng)壽型設計
精心設計的(de)高(gāo)頻(pín)小電流高(gāo)壓開關電源,應用(yòng)于SF6傳感器監測頭,具有安全可(kě)靠、效率高(gāo)的(de)特點。充分(fēn)利用(yòng)單片機的(de)靈活性。
寬電壓帶設計
85V~265V AC,滿足不同現場(chǎng)環境需要。
大(dà)屏幕液晶顯示屏同步顯示
大(dà)屏幕液晶彩色顯示屏,美(měi)觀大(dà)方,運行狀态一目了(le)然。仿WINDOWS操作界面,操作簡單
曆史數據記錄
系統主機配套的(de)大(dà)容量存儲器可(kě)存儲一年時(shí)間以上的(de)曆史數據,性能卓越的(de)查詢系統軟件保證了(le)系統能在數秒内實現曆史數據的(de)快(kuài)捷查詢。
系統各部件主要功能
1. 本系統具有對(duì)SF6濃度和(hé)氧氣含量監測
2. 系統具有氧氣濃度報警點設置功能:報警點18%(可(kě)調),精度<1%FS;
3. 本系統具有SF6濃度報警點設置功能:SF6濃度超标報警點1000ppm(可(kě)調),精度<5%FS(可(kě)進入菜單設置,最低爲1 ppm)。
4. 本系統具有定時(shí)排風功能,風機開關時(shí)間可(kě)以任意設定。
5. 本系統具有強制排風功能,可(kě)實現風機強制排風。
6. 本系統具有排風時(shí)間設定按鈕,可(kě)任意設定排風開啓時(shí)間。
7. 本系統具有排風查詢功能,啓動按鍵可(kě)查詢上次排風停止時(shí)間。
8. 本系統具有 SF6氣體濃度超限報警,語音(yīn)提示,洩漏時(shí)自動排風,最低可(kě)以檢測50ppm的(de)氣體等功能。
9. 空氣中的(de)氧氣含量檢測,缺氧報警功能。
10. 每個(gè)探測單元可(kě)以獨立工作,可(kě)同時(shí)檢測SF6和(hé)氧氣洩漏,。
11. 人(rén)體紅外感應:當人(rén)體入工作區(qū)域前,主機自動語音(yīn)提示環境安全狀況及通(tōng)風15min後允許進入。
12. 超限報警采取語音(yīn)、笛聲、報警燈多(duō)方式報警。
13. 自動啓動時(shí)段定時(shí)排風及洩漏超标自動排風、手動排風、上次排風時(shí)間提示等功能。
14. 自動檢測環境溫度濕度。
15. 可(kě)根據需要任意擴展氣體探測點,最大(dà)可(kě)以擴充到64隻。
16. 可(kě)選擇與上位計算(suàn)機連接,實現遠(yuǎn)程監控,并進行事件記錄與曆史數據記錄。
17 . 檢測單元環狀組網,便于安裝布線。
18. 大(dà)屏藍背景LCD顯示,人(rén)性化(huà)操作界面。人(rén)到自動亮。停止操作後自動關閉背光(guāng)。
19. 在線自動補償修正環境變化(huà)引起的(de)誤差,自動進行零點校準。
20. 長(cháng)壽命高(gāo)穩定探測解決方案設計,可(kě)保證探測單元長(cháng)期穩定地使用(yòng)。
21. 氧氣和(hé)SF6氣體傳感器采用(yòng)原裝進口産品,傳感器使用(yòng)壽命大(dà)于10年。
22. 本系統具有紅外人(rén)體感應,當工作人(rén)員(yuán)進入現場(chǎng)時(shí),自動語音(yīn)提示當前GIS室内部的(de)SF6、O2狀況。
23.  實時(shí)顯示各種參數功能。
24. 曆史資料查詢功能。
25. 支持遠(yuǎn)動系統遙測遙信。
26. 獨創的(de)每天自動零點校準功能,自動克服漂移和(hé)誤報。
27. 巡檢間隔用(yòng)戶可(kě)調。可(kě)疑檢測點自動加強跟蹤功能。
28. 支持RTU遙測遙信功能。
29. 海量報警數據記錄存儲功能,長(cháng)壽命設計。
30. 寬工作電源設計85~265VAC,防浪泳和(hé)雷擊功能。
31. 顯示比較穩定,很好地解決了(le)數據漂移地問題。
主要部件介紹
系統分(fēn)爲三大(dà)模塊:1. SF6現場(chǎng)檢測單元,其中包括氣體取樣模塊和(hé)氣體分(fēn)析模塊,主要完成氣體的(de)取樣和(hé)各測量點溫度和(hé)濕度的(de)測量以及SF6和(hé)O2定量分(fēn)析;2. 主機及輔助功能模塊,主要完成各模塊協調工作,顯示、報警;3. 風機控制器,主要完成啓動風機的(de)功能。
SF6現場(chǎng)檢測單元
SF6現場(chǎng)檢測單元,其中包括氣體取樣模塊和(hé)氣體分(fēn)析模塊。
取樣模塊
①功能與參數:
★ 檢測點:12路+1路零點校準;可(kě)擴充到36路。
★ 樣氣流速:3L/min,氣路管道可(kě)長(cháng)達幾百米。
★ 采樣管道:外徑Ø6 PU管,内徑Ø 4。
★ 可(kě)迅速置換完管道氣體。
★ 取樣方式:長(cháng)壽命電磁泵,低噪聲。
★ 内置5µ孔徑的(de)過濾器,可(kě)有效過濾空氣雜(zá)質功能。
★ 工作電源: 85~265VAC,防浪泳和(hé)雷擊功能。
★ 尺寸:340×420×100。
 分(fēn)析模塊
①功能與參數:
★ SF6檢測範圍:0~1500ppm;精度不低于50ppm;分(fēn)辨率:1ppm。
★ O2檢測範圍:0~25.0%;誤差:小于0.5%;分(fēn)辨率:0.1%。
★ 溫度顯示範圍:-30~+99℃。
★ 濕度顯示範圍:0~99%RH。
★ 工作電源:85~265VAC,防浪泳和(hé)雷擊功能。
★ 自動加強跟蹤可(kě)疑測量點功能,有效防止誤報。
★ 支持現場(chǎng)顯示:大(dà)屏幕中文顯示。
★ 尺寸:290×380×135
傳感器參數
1SF6/O2傳感器
功能與參數:
① SF6檢測範圍:0~1500ppm;精度不低于50ppm;分(fēn)辨率:1ppm。
② O2檢測範圍:0~25.0%;誤差:小于0.5%;分(fēn)辨率:0.1%。
③ 工作電源:85~265VAC,防浪泳和(hé)雷擊功能。
④ 自動加強跟蹤可(kě)疑測量點功能,有效防止誤報。
2)溫濕度傳感器
功能與參數:
①溫度顯示範圍:-30~+99℃;
②濕度顯示範圍:0~99%RH。

主機

(1)主機功能
◇ 環境中氧氣含量監測顯示功能。
◇ 環境中SF6氣體含量監測顯示功能。
◇ 環境中溫、濕度監測顯示功能。
◇ SF6氣體含量超标報警功能,缺氧報警功能。
◇ 定時(shí)排風功能,人(rén)工強制排風功能,缺氧或SF6含量超标,強制排風功能。
◇ 實時(shí)顯示各種參數功能。
◇ 曆史資料查詢功能。
◇ 支持遠(yuǎn)動系統遙測遙信。
◇ 獨創的(de)每天自動零點校準功能,自動克服漂移和(hé)誤報。
◇ 巡檢間隔用(yòng)戶可(kě)調。可(kě)疑檢測點自動加強跟蹤功能。
◇ 發生報警時(shí),自動開啓風機和(hé)聲光(guāng)報警。
◇ 用(yòng)戶可(kě)調整SF6、O2的(de)報警參數。
◇ 支持RTU遙測遙信功能。
◇ 海量報警數據記錄存儲功能,長(cháng)壽命設計。
◇ 超大(dà)彩屏液晶LCD顯示,人(rén)性化(huà)操作界面。
◇ 寬電壓電源設計85~265VAC,防浪泳和(hé)雷擊功能。
◇ 人(rén)體感應,自動啓動風機或語音(yīn)系統。
◇ 顯示比較穩定,很好地解決了(le)數據漂移地問題。
◇ 可(kě)選擇與上位計算(suàn)機連接,實現遠(yuǎn)程監控,并進行事件記錄與曆史事件記錄。
2)主機技術指标
★ 主機尺寸:290×325×76
★ SF6濃度檢測範圍:0~1500ppm或定制。
★ SF6氣體檢測靈敏度:±5%設置值。
★ 氧氣濃度檢測範圍:0~25%。
★ 氧氣測量精度:<0.5%。
★ 缺氧報警閥值:18.0%(可(kě)調)。
★ 溫度顯示範圍:-30~99℃。
★ 濕度顯示範圍:0~99%RH。                         
★ 檢測點:标準配置12點(可(kě)擴展到36點)。
★ 數據記錄功能:報警事件自動記錄,海量存儲,自動更新。
★ 報警輸出:繼電器空接點輸出,可(kě)與RTU相連,同時(shí)支持RS485報警輸出。
★ 支持RTU遠(yuǎn)程啓動風機功能。
★ 支技紅外人(rén)體檢測,自動啓動風機或語音(yīn)提示。
★ 風機控制器:開關型:直接控制風機電源;脈沖型:與風機控制開關相連。可(kě)根據現場(chǎng)情況選配。
★ 風機啓動支持多(duō)種模式:定時(shí)啓動、報警啓動、有人(rén)時(shí)自動啓動、遠(yuǎn)程啓動、手動啓動等。
★ 主機多(duō)種形式:壁挂式、3U 19英寸标準機箱;仿windows界面,用(yòng)戶界面友好。
★ 通(tōng)過RS485支持測量數據遠(yuǎn)傳輸出如:門口安裝大(dà)型LED顯示屏,遠(yuǎn)處立即看到測量參數和(hé)系統運行情況 (需用(yòng)戶另行選配) 。
★ 支持通(tōng)信測試功能。

技術指标

1.SF6氣體濃度報警範圍:    50~2000PPM(報警點可(kě)自行設置)
2.SF6氣體檢測靈敏度:      ±5%設置值
3.氧氣濃度報警點:          18%
4.氧氣測量精度:            <0.4%
5.溫度顯示範圍:            -50~99℃
6.濕度顯示範圍:            0~99%RH
7.輸入電源:                85~265V AC
8.報警輸出點電源:          2A
9.風機輸出觸點電源:        16A
10.風機通(tōng)風時(shí)間設定:       15MIN/次或用(yòng)戶任意設定
11.數據記錄容量:           10000條
12.通(tōng)訊:                   RS-485标準協議(yì)

現場(chǎng)勘測及施工方案

乙方工程部會同有關技術人(rén)員(yuán)及現場(chǎng)施工負責人(rén)對(duì)室内開關室施工現場(chǎng)進行現場(chǎng)勘察,明(míng)确現場(chǎng)作業環境,對(duì)現場(chǎng)安裝中有可(kě)能出現的(de)問題作準備。召開項目施工的(de)準備會議(yì),使各部門明(míng)确了(le)施工時(shí)的(de)工作内容、進度和(hé)具體實施辦法,并組織全體施工人(rén)員(yuán)進行學習(xí),落實各項工作措施,做(zuò)好一切施工前的(de)準備工作。

程安全措施

進入施工現場(chǎng),嚴格按照(zhào)電力作業安全規程執行。負責人(rén)對(duì)現場(chǎng)的(de)安全措施、工作内容和(hé)安全注意事項應對(duì)各施工人(rén)員(yuán)詳細說明(míng)。各施工人(rén)員(yuán)應服從監護人(rén)員(yuán)和(hé)工作負責人(rén)的(de)指揮。現場(chǎng)安全員(yuán)對(duì)整個(gè)工程的(de)安全進行督促和(hé)檢查,對(duì)違反安全規定的(de)行爲進行制止,不聽(tīng)勸告的(de),責令離開工作現場(chǎng),并進行懲處。具體簡述如下(xià):
1.進場(chǎng)前對(duì)全體施工人(rén)員(yuán)進行安全教育,樹立安全第一的(de)觀念,強調在執行安全制度下(xià)開展工作,強調如叢指揮觀念。組織進場(chǎng)施工人(rén)工進行安全工作的(de)培訓,學習(xí)《電業安全工作規程》、《電力建設安全工作規程》及有關安全生産文件,明(míng)确電力安全作業制度在電力運行中的(de)重要作用(yòng)。
2.施工如在不停電條件下(xià)進行,作業人(rén)員(yuán)的(de)活動範圍及所攜帶的(de)工具、材料與帶電部位應保持足夠的(de)安全距離:
500KV設備運行區(qū)域不停電時(shí)的(de)安全距離爲7m;
220KV設備運行區(qū)域不停電時(shí)的(de)安全距離爲3m;
110KV設備運行區(qū)域不停電時(shí)的(de)安全距離爲1.5m;
35KV設備運行區(qū)域不停電時(shí)的(de)安全距離爲0.7m;
3.進入現場(chǎng)的(de)各施工人(rén)員(yuán)應穿工作服、工作鞋,戴好安全帽。
4.施工負責人(rén)應向施工人(rén)員(yuán)交代清楚工作地點、工作範圍、工作内容、工作時(shí)間及工作的(de)安全措施。全體施工人(rén)員(yuán)必須是自上而下(xià)進行安全技術交底,掌握工程特點及施工措施。
5.現場(chǎng)檢修電源的(de)取得(de)應聽(tīng)從監護人(rén)員(yuán)的(de)指揮,對(duì)不聽(tīng)從安全監察部門及施工管理(lǐ)人(rén)員(yuán)的(de),必須停止工作,工作中出現的(de)問題應及時(shí)向安全監察部門反映。
6.施工的(de)主要注意點如下(xià):
(1) 在各種設備上鑽孔時(shí),應避免損傷到内部的(de)電纜,鑽孔時(shí)應做(zuò)好隔離措施。
(2) 鋪設電纜時(shí),應對(duì)電纜蓋闆小心輕放,防止蓋闆跌落,地面上鋪設絕緣橡膠,施工人(rén)員(yuán)不得(de)在電纜上行走或擱置重物(wù),以避免使電纜受力變形、損傷。
(3) 施工時(shí)人(rén)員(yuán)應與運行設備保持安全距離。
(4) 進入主控室時(shí),應關閉手機,避免幹擾電力設備的(de)正常運行,施工過程中不得(de)進入無關區(qū)域。
(5) 開工前應對(duì)施工機械、工器具及安全防護措施進行一次檢查。
7. 施工結束,應做(zuò)到工完料盡場(chǎng)地清,保持施工前原貌,恢複現場(chǎng)。
8. 其他(tā)未盡事宜按電力作業安全規程執行。
 

系統安裝與調試

本項目主要分(fēn)爲三個(gè)工程階段進行:鋪設電纜、安裝變送器和(hé)洩漏監控報警系統主機、系統調試。三個(gè)階段的(de)技術保證措施簡述如下(xià)。

1 鋪設電纜

鋪設電纜階段主要是防止損壞電纜、電纜蓋闆、污損地面。
在施工過程中需要掀開電纜蓋闆時(shí),先在地面鋪設一層絕緣橡膠,将取下(xià)的(de)電纜蓋闆放在絕緣橡膠上。取電纜蓋闆時(shí)要小心輕放,防止電纜蓋闆跌落而損傷電纜和(hé)地面、蓋闆。在施工過程中嚴禁在電纜上踩、擱置重物(wù),以避免電纜受力變形、損傷。

2取樣、分(fēn)析、風機控制器安裝

SF6氣體洩漏監控報警系統取樣=分(fēn)析單元安裝在主控室(或GIS室入口處),其具體安裝位置由供電公司有關部門确定,一般安裝在主機附近。電纜從電纜溝、電纜豎井與各變送器相連接。通(tōng)過I/O口與主控室的(de)遠(yuǎn)動監控系統相連接,通(tōng)過與其進行歸納對(duì)接,可(kě)實現遠(yuǎn)程遙信、遙測、遙控等功能。
通(tōng)過加裝風機控制器1隻,與變電站風機系統相連接,達到控制風機啓動、停止的(de)目的(de)。

3 安裝SF6氣體洩露監控報警系統主機

SF6氣體洩漏監控報警系統主機安裝在主控室(或開關室入口處),其具體安裝位置由供電公司有關部門确定。主機通(tōng)過電纜從電纜溝、電纜豎井與各變送器相連接。通(tōng)過I/O口與主控室的(de)遠(yuǎn)動監控系統相連接。

4安裝顯示主機。

顯示主機應懸挂于開關室外比較醒目和(hé)易于觀察的(de)地方,根據現場(chǎng)條件主機安裝在控制室門口的(de)右側。高(gāo)度以主機液晶略高(gāo)于人(rén)眼睛的(de)水(shuǐ)平視角爲準,要便于操作。
确定好支架的(de)位置,根據安裝支架的(de)4個(gè)固定孔,在牆上用(yòng)電錘打孔4個(gè)孔,再用(yòng)膨脹螺絲将主機安裝支架固定好。挂上主機。
注意點:主機安裝時(shí)一定要橫平豎直;應考慮到便于布線。
 

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