電力體制改革“SF6氣體綜合檢測系統”快捷簡便，性能穩定

　　

近日，國網山西超高壓變電公司±800千伏雁門關換流站完成零磁通電流互感器航插式電子測量單元帶電更換工作，在國家電網有限公司系統內屬第1次，為直流運檢技術創新提供了實踐經驗。

零磁通電流互感器是換流站直流系統的關鍵設備，其運行狀態直接影響電網穩定性。以往，更換零磁通電流互感器航插式電子單元需要停運換流站的直流系統。對此，雁門關換流站技術人員在國網山西省電力公司和國家電網有限公司直流技術中心的指導下，自主搭建試驗平臺，聯合山西電力科學研究院及設備廠家開展真型試驗和仿真分析，論證作業風險，提出直流系統整套帶電更換方案。該方案避免了±800千伏雁門關—淮安特高壓直流工程單極臨時停運的情況，與傳統更換作業相比增加直流輸送電量約3000萬千瓦時，直流能量可用率提升0.06個百分點，為其他換流站開展類似作業提供了參考。

此次作業前，國網山西超高壓變電公司檢修專業員工開展了實操模擬演練，嚴格落實安全防護措施和標準化流程，僅用1小時就完成零磁通電流互感器航插式電子測量單元更換工作，進一步提升了該公司直流控保核心業務的自主實施能力。

一、簡介（LYXTGS3000 電力體制改革“SF6氣體綜合檢測系統"快捷簡便，性能穩定）

隨著我國電力行業的快速發展，SF₆技術的廣泛應用以及智能電網建設的迫切性，急需解決SF₆電氣設備的在線綜合監控技術。

SF₆氣體由于其固有的特性，目前是較為理想的絕緣及滅弧介質。但其微水含量、氣體密度等等都會對設備的運行、人員的安全、電網的可靠帶來直接的影響。因此對SF₆電氣設備的微水含量、氣體壓力的監測一直是相關行業對設備監測的一個重要的組成部分。有關部門相繼制定了相關標準對SF₆氣體質量、特別是微水含量進行嚴格控制。電力部推薦標準《電力設備預防性試驗規程（DL/T596-1996）》、國家標準《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢驗導則（GB/T 8905-1996）》以及IEEE標準《IEEE Guide for Moisture Measurement and Control in SF₆ Gas-Insulated Equipment（IEEE Std 1125-1993）》對水分的控制均采取水分對SF₆氣體體積比（ppm）的形式。

SF₆在線式智能綜合監控系統改變了傳統的費時費力、并且污染環境的離線測量方式，實時準確的測量SF₆氣體多項指標，為電網的智能建設打下了堅實的基礎。

二、特點（LYXTGS3000 電力體制改革“SF6氣體綜合檢測系統"快捷簡便，性能穩定）

是本公司根據國家智能電網發展要求而設立的重點項目，該系列產品采用*新遙測遙感技術和后臺計算機技術于一體，外觀小巧,可實現高精度測量、計算機后臺處理、海量的歷史數據存儲等功能，適用于各種電壓等級的SF₆斷路器、GIS、AIS等設備SF₆氣體的微水、壓力和溫度的在線測量，實現無排放、環保、安全、實時、遠程等先進的動態監控，以滿足電力配網自動化和設備狀態檢修的需要,為電網的智能化建設預留接口。該系列產品技術很好，補全了國內的空白，獲得多項磚利。

功能：

無排放，環保，經濟，安全，可靠

在線監測SF₆斷路器或組合電器中微水、壓力、溫度等參數

實現微水的壓力與溫度補償，使微水數據真實可靠

采用具有多種磚利技術和自校準功能的傳感器

采集單元能在不影響主設備狀態下投運、退出，不影響主設備的正常運行

采集單元內部運用內循環技術，大幅提高采樣精度

內置密度繼電器無源輸出，可設閉鎖/報警/超壓的動點值

全封閉設計，防水防塵，抗高頻干擾，適用于室內外

多種閥門接頭，安裝拆卸方便，節省維護費用

三、結構（LYXTGS3000 電力體制改革“SF6氣體綜合檢測系統"快捷簡便，性能穩定）

系統由主機、采集單元、后臺軟件及擴展構件組成。主機和采集單元之間通過電纜連接。采集單元通過三通閥門與被監控的設備相連，同時提供設備補氣口，采集單元內部的采樣池也采用了內循環技術,可實時測量設備內SF₆的微水、壓力和溫度等相關參數,實現實時顯示及與主機的通訊和數據交換。主機在分時提取了各個采集單元的數據后，將數據上傳至后臺計算機處理，同時可接受后臺的指令，實現實時采樣等動作。

系統主機

系統主機用于現場的的數據采集、記錄。采用彩色TFT液晶顯示，字跡清晰，顯示現場某號開關A、B、C相SF₆氣體的水分、溫度、壓力等內容一目了然，可預設門限輸出報警、閉鎖信號，通過RS485與后臺進行數據通信。

圖1    系統主機

采集單元

SF₆采集單元為智能綜合型，內部采樣池能在運行中按要求進行循環，本體通過專用的SF₆閥門連接被監控的設備，同時本體提供一個補氣接口，保持設備接口不變，采集單元可實時測量設備內SF₆的微水、壓力和溫度等相關參數并通過RS-485通訊模塊傳輸至系統主機或后臺計算機。

圖2  采集單元

后臺軟件

在系統主機分析采集數據后，遠程遙控遙測等功能，海量存儲的數據中心，繪制狀態變化趨勢圖，也可將監測數據實時上傳至變電站、城市中心乃至更上級監控中心，真正實現智能電網基礎設施的建設。

1.軟件系統采用中文界面，容易學習操作。

3.數據歷史查詢、趨勢分析、缺陷信息統計功能

5報警功能

6參數設置功能

7系統管理權限控制

四、方案（LYXTGS3000 電力體制改革“SF6氣體綜合檢測系統"快捷簡便，性能穩定）

方案1:

一臺系統主機，六個采集單元，后臺軟件及可選附件組成。系統結構圖如下所示，系統配置表見表1。

圖3方案A連接示意圖

表1  系統配置表

方案2:

一臺系統主機(可選)，六個采集單元，六個顯示單元，后臺軟件及可選附件組成。系統結構圖如下所示，系統配置表見表2。

表2  系統配置表

五、技 術 指 標（LYXTGS3000 電力體制改革“SF6氣體綜合檢測系統"快捷簡便，性能穩定）

濕度指標：

測量范圍：-60 ℃～＋20 ℃

測量精度：± 2

報警門限：50~500ppm(可調)

壓力指標：

測量范圍：0.0～0.8MPa 或定制

測量精度：±5％ F.S.

報警門限：0.45 MPa (可調)

閉鎖門限：0.40 MPa (可調)

溫度指標：

測溫范圍：-40 ℃～＋80 ℃

溫度測量精度：± 0.5℃

其它指標：

報警觸點容量：AC 220V/7A，常開、常閉

通訊接口：隔離型RS-485

電源電壓：24VDC 或 85V～265V AC

工作環境：溫度:-30 ℃～＋65 ℃    濕度:≤95％RH

絕緣性能：外殼與電源間：>10MΩ

抗電強度：外殼與電源間：>2000V

電磁兼容特性：快速瞬變脈沖群 GB/T17626.4-1999 3級

雷擊（浪涌）： GB/T17626.5-1999 3級

六、安裝與操作

采集單元通過三通安裝于斷路器氣體監測口或原密度繼電器補氣口。安裝時，采集單元首先應安裝在選定的三通上，其外形及接口見下圖。

１. 采集單元的安裝

檢查采集單元接口、三通測氣口和擬使用的密封圈是否潔凈無損；（氣口表面光潔度、清潔度以及密封圈是否完好無損以及是否嚴格按照安裝工藝要求進行操作，決定著安裝的成敗。）

將密封圈安放在三通測氣口的密封圈槽內。密封圈在安放前須涂抹適量的真空硅脂；

將采集單元旋入三通測氣口,扳手必須置于采集器底部的扳口處。

２.抽真空。安裝微水綜合采集單元時必須事先抽真空。方法如下：

（1）選擇合適的真空泵（含管路和壓力表）抽真空；

（2）將三通的補氣口端接入真空泵；

（3）接通真空泵電源，開始抽真空，待真空度低于30 Pa后繼續抽30分鐘；

（4）上述抽真空程序反復3-5次，每次間隔15-20分鐘；

（5）將三通與氣室對應的接口接入氣室。

3.檢漏

采集單元正式接入氣室后1分鐘，關閉三通上的針型閥。然后對采集單元及三通各連接處進行密封性檢查，尤其是三通與斷路器氣體監測口、三通與監控儀連接處應嚴格檢漏，發現有漏氣時應拆下，檢查原因，在排除問題后重新安裝，并再次檢漏，確保密封性完好。

4. 采集單元殘留水分的處理

在完成抽真空和檢漏之后，采集單元和三通內部可能還會殘留微量水分，此時可將高精度露點儀接入三通的補氣口,打開三通上的針型閥開始檢測殘留水分的含量,若微水值明顯高于氣室內的微水值則應對監控儀和三通再次進行抽真空和檢漏處理直到其微水值穩定不再上升為止。

5. 采集單元與被檢測設備內部氣體的動態平衡

采集單元正式接入氣室后，由于氣室內SF₆氣體需與新接設備空腔內的氣體逐步達到動態平衡，采集單元內的微水值將出現一個先上升后下降的變化曲線，并緩慢降低至氣室內SF₆氣體的微水值。正常情況下，動態平衡的時間約需2-15天左右。

顯示值*終達到實際測定值的時間長短由以下因素決定：

（1）三通與氣室連接管路長短和管路通徑。管路越長，通徑越小，動態平衡的時間就越長；

（2）采集單元在安裝前是否長時間暴露在空氣中，暴露的時間越長，空氣濕度越大，動態平衡的時間就越長；

（3）真空泵及其管路閥門漏氣，抽真空未按上述方法和先后次序進行，動態平衡的時間就越長；

（4）三通和連接管路有微漏。

近日，國家電網有限公司組織相關科研機構、高校等單位，完成第1批國產化±1100千伏直流穿墻套管掛網運行情況評估，結果顯示設備狀態良好，運行可靠性得到充分驗證。本次評估工作的順利完成，為穩步推進特高壓直流關鍵設備國產化積累了寶貴經驗，提供了重要參考。

這批套管由公司牽頭河南平高電氣股份有限公司、中國西電集團有限公司等企業研制，自2019年9月掛網運行以來，已在±1100千伏昌吉—古泉特高壓直流輸電工程安全穩定運行5年以上。此次評估包括設備歷年運檢數據分析、返廠解體、復裝試驗等階段性工作。經過電鏡掃描、X射線探傷、微觀分析、絕緣試驗、機械性能試驗等技術手段，評估組認定本批次兩種型式套管的整體及頭部結構、空套內腔、電容芯體、導電管、末屏、屏蔽結構及支撐絕緣子等關鍵部件狀態良好，各項機械、電氣性能均滿足技術規范要求，套管復裝后通過了全套出廠試驗。

在此次套管返廠解體中，國家電網有限公司直流技術中心聯合相關單位完成了國產樹脂材料運行狀態評估等工作，并結合套管運行情況提出了優化高場強區直流電荷放電間隙控制值、改進導電密封頭設計等措施，對提升吉泉工程的安全穩定運行水平具有重要意義。

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