GIS設備SF6氣體微水在線監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、GIS(Gas Insulated Switchgear)是一種封閉的組合電氣設備，該設備是把整個變電站的設備（斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線等），除變壓器外，全部封閉在一個接地的金屬殼內(nèi)，使得GIS設備內(nèi)部絕緣間距離縮小，單純的空氣無法滿足設備內(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氣體來進行絕緣和滅弧。由于GIS設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。實際上GIS設備密封性不可能保持絕對良好，且設備內(nèi)部SF6氣體雖有一部分壓力，但設備內(nèi)外部水蒸氣分壓懸殊，所以外部的水汽分子有可能透過設備密封不嚴的部分進入設備內(nèi)部，加劇水解反應，造成GIS設備的腐蝕，并有可能在設備內(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、控制成為了其首要研究內(nèi)容。但是目前現(xiàn)行的檢測方式多為離線監(jiān)測法，檢測具有周期性，無法實時檢測設

3、備運行微水含量趨勢，本文在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀的基礎上，對GIS設備中SF6的微水含量在線監(jiān)測系統(tǒng)進行了主要研究。依據(jù)現(xiàn)有的檢測方法和測量原理，運用測量紅外氣體吸收原理和SF6氣體的濕度測量原理，進行了在線監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)。硬件方面，在選取完合適的器件后，對ARM核心處理器電路進行了相關(guān)設計，同時設計了顯示電路、RS485總線通訊、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號調(diào)整電路。軟件方面，設計了系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)框架、系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)采集模塊、RS458總線、

4、顯示模塊。通過使用PC機的遠程監(jiān)控，對GIS設備中SF6的微水含量進行實時測量，并對系統(tǒng)試驗結(jié)果進行了相關(guān)分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑵選用差分光譜吸收法來檢測SF6中的微水含量大小，可以在很短的時間內(nèi)完成檢測，并且具有較高的精度。不僅如此，該方法操作簡便，可以不受環(huán)境因素的限制，在檢測現(xiàn)場設計了LCD顯示模塊，可以在立即讀出檢測數(shù)據(jù)，如果微水含量超出了預設值，系統(tǒng)會自動報警，使得系統(tǒng)的運行風險有所降低，以此來提高系統(tǒng)的總體適

5、用性。⑵根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的主要特點，將系統(tǒng)的核心控制器選取為S3C44B0，并且讓該系統(tǒng)與測試技術(shù)以及傳感器技術(shù)進行有效結(jié)合，完成了系統(tǒng)的硬件開發(fā)以及軟件開發(fā)，滿足了系統(tǒng)的相關(guān)功能需求，可以在特殊工作環(huán)境當中保證系統(tǒng)測試的實時性，符合該領(lǐng)域的發(fā)展潮流。⑶對系統(tǒng)的硬件以及軟件方面展開了設計。對于硬件設計，使用Altium Designer完成系統(tǒng)原理圖設計。在整個原理圖當中主要包括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、存儲器系統(tǒng)電路、復位電路、時鐘電路以及JTAG電路。對于軟件，分別從數(shù)據(jù)采集模塊、RS458總線模塊以及顯示模塊對程序進行了編寫，實現(xiàn)了微水濃度的標定、正常通訊以及數(shù)據(jù)的實時處理等。⑷遠程監(jiān)控計算機的設計。在RS485信息通訊模塊的基礎上，在測試現(xiàn)場使用雙絞線將所測得的數(shù)據(jù)傳輸至遠程監(jiān)控計算機當中，此時從計算機當中就可