【解决方案】新型高压开关配电室环境监测系统的设计

未晓妃

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

  高压开关是智能电网重要组成部分，高压开关安全可靠运行，是整个电网安全运行的重要保证。目前，高压开关均采用SF6气体作为绝缘保护气体，在常温下SF6是一种无色无味的气体，纯净的SF6体本身无毒，但经过高压、电弧作用后的分解产物中包含多种有毒的气体，一旦有毒的气体泄漏到高压开关室环境中，将会给高压开关室内工作人员的健康带来严重危害，因此，对高压开关室环境中是否有SF6气体泄漏进行实时监测。同时，我国电业安全操作规程中也明确提出，在高压开关配电室应安装环境监测系统，并要求系统具有SF6气体浓度超标自动启动排风扇进行排风的功能。

1.环境监测系统存在的问题

1.1SF6气体浓度传感器的选用

  SF6气体浓度传感器是整个环境监测系统的重要组成部分，该传感器质量的好坏，工作是否可靠直接决定环境中SF6气体浓度检测的准确性，进而决定系统对现场排风扇控制的准确性。

  目前，市场上SF6气体浓度传感器主要采用以下几种原理:半导体原理、激光原理、电化学原理、红外吸收原理。半导体原理的SF6气体浓度传感器不能定量测量，只能定性检测，会经常出现漏报警和误报警的现象:激光原理的SF6浓度传感器定量检测精度不高、结构复杂、激光管易碎、维护困难:电化学原理的SF6浓度传感器，定量检测精度较高，但需要经常更换传感器的膜片和电解液，不易维护。

1.2检测信号的输出形式

  在传感器信号的输出形式上，主要有4~20mA模拟量输出形式和RS485总线输出两种输出形式。

  4~20mA模拟量的输出形式，需要将每一个检测通道的信号线都连接到监控主机，布线繁琐，扩展困难。

  有些生产厂家采用了RS485总线通讯方式组成环境监测系统但由于通讯协议过于简单，抗干扰能力不强，系统经常受强磁场、强电场的干扰，而通讯不畅，无法传输检测数据。

1.3通道切换方式的选用

  有些生产厂家采用通道分时切换的方式，实现对多个监测点的信号检测，这种检测不是实时的，而且检测的精度低。

2.系统组成

  本系统由SF6浓度/氧气含量复合传感器、SIEMENS可编程控制器(PLC)、昆仑通态触摸屏、温湿度传感器、红外传感器、声光报警器、控制继电器等组成。其组成如图1所示。系统采用西门子SIMATICS7-200系列可编程控制器(PLC)作为数据采集与控制的核心部件，昆仑通态触摸屏作为数据显示、存储部件，采用德国进口的红外吸收原理的SF6气体浓度传感器和日本进口的氧气含量传感器为主要部件，配上通讯、电源隔离、信号隔离、抗电磁干扰等电路，组成SF6浓度/氧气含量复合传感器，使传感器具有检测精度高、稳定性好、抗于扰能力强、维护方便等优点，采用RS485总线输出，使系统扩充更为容易，能够满足现场各项要求。

3.系统功能

3.1数据检测与控制

3.2监测点动态参数配胃表

  由于不同的高压开关配电室环境监测点数不同、传感器地址不同、配置方式与排风扇的控制方式也不相同，本系统特别设置了动态参数配置表，从而实现系统的高度灵活性和扩展性。具体功能说明如下:

(1)监测点安装情况灵活配置

(2)变送器地址灵活配置

(3)排风扇组控制灵活配置

(4)系统参数配置表

4.安科瑞配电室环境监控系统

4.1概述

  配电室综合监控系统包括智能监控系统屏、通讯管理机、UPS电源、视频监控子系统（云台球机、枪机）、环境监测子系统（温度、湿度、水浸、烟感）、控制子系统（灯光、空调、除湿机、风机、水泵）、门禁监控子系统（读卡器、开门按钮、磁力锁）、安防监控子系统（双鉴检测器）。

4.2应用场所

  适用于轨道交通，工业，建筑，学校，商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。

4.3系统结构

4.4系统功能

4.4.1实时监测

能够显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室环境参数信息，实时显示有关故障、告警等信息。

4.4.2数据查询

在人机界面中，可以直接查看配电室中各个设备的运行数据。

4.4.3曲线查询

可以直接查看各电参量曲线。

4.4.4运行报表

查询配电室内设备的运行数据报表。

4.4.5实时告警

具有实时告警功能，系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。

4.4.6历史事件查询

能够对产生的所有事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。

4.4.7用户权限管理

设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。

4.4.8网络拓扑图

支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。

4.4.9遥控功能

可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

4.5系统硬件配置