变电站SF6在线监测系统

当SF6气体发生泄漏而致使压力降低时，轻则会造成停电范围扩大，重则会造成重要设备的损坏。目前的监控系统只是在SF6气体泄漏至报警值、闭锁值时才会有相应的告警信息，而在这之前无相关告警信息，平时只能靠人工定期进行现场巡视来检查相关气室的压力，整个工作耗时耗力，在变电站无人值守的背景下矛盾尤为突出。因此，为了实现设备SF6气体压力的在线实时远程监测，须设计一套SF6气体压力远程在线监控系统。该系统要提供现场设备SF6气体压力的实时显示，同时还要提供压力变化的趋势和速度，以便给相关人员提供决定和相关设备运行状态的决策依据。

1 系统总体设计

目前，变电站中设备的SF6气体压力只提供压力低报警和闭锁相关信号，而对于压力的变化趋势以及变化的速度没有提供，对压力的监测主要来源于定期的人工现场检查。因此，当压力未到报警值，但是下降速度较快时，当前的方式无法及时地给出相关信息用于决策。另外，随着变电站无人化的进程不断推进，越来越多的变电站无人值守，靠目前的运行方式，等到发现漏气状况时，再派人赶过去检查以及判断是带电补气还是停役设备等，耗时较长，在漏气状况严重的情况下根本无法及时进行处理，可能会造成本来能分闸的断路器压力降到总闭锁，要通过其他断路器来隔离，扩大了停电的范围等。

例如在教授七年级上册《水调歌头》这篇课文的时候，我在上课之初，先让学生闭上眼睛，想象中秋节圆月当空的景象。接着打开多媒体为大家播放王菲版的《水调歌手》，随着柔美的声音在教室里流淌，学生仿佛正置身于月光之下，有侍女正对月起舞……随着音乐的结束，学生也慢慢从这样的情景中走了出来，眼神中流露出来的是憧憬和神往。看到学生都对这首古诗词产生了兴趣，我打开书，开始为大家讲述这首诗歌的相关知识。这样的导入方式，不仅让学生感到新颖有趣，愿意继续跟着学习下去，还能加深他们对于这首古诗词的感受，为他们理解和记忆这首古诗词打下了坚实的基础。

为了避免此类情况的发生，设计一套监测系统对现场设备SF6气体压力的实时在线监测是有必要的。该系统主要由以下3个部分组成：SF6气体密度继电器；用于数据传输的通信系统；用于数据处理及显示的后台应用系统。系统结构如图1所示。

  

图1 系统总体结构图

为了方便数据的采集、远程传输以及处理，希望采集的压力数据是数字信号，因此，采用ZMJ1-1Y远传SF6气体密度继电器。该仪表采用24 V直流供电，测量范围为－0.1～0.9 MPa，输出为RS485 数字信号 [2—3]。

病患又接着说道：“林医生昨天值夜班，顾阿婆死了，你晓得不？林医生啊，人是蛮好的，就是年纪轻轻，刚刚见习没多久，没什么经验咯！”

2 数据传输装置设计

绘制各气室SF6密度表数据值的趋势图。

  

图2 数据传输装置原理图

为了降低整个装置的功耗，采用3.3 V系统。因此装置中的485芯片采用SP3485。SF6气体密度继电器传输的数字信号通过SP3485芯片，按照设定的采集时间间隔被采集到单片机中，单片机采用STC15W4K32S4。数据在通过单片机的串口经由串口转WiFi模块ESP8266连接至无线AP上，再经路由器、网络至远程监控后台。该装置的串口转WiFi模块ESP8266工作电压为3.0～3.6 V，使用AT指令，置Tensilica L106超低功耗32位微处理器，内置TCP/IP协议栈，深度睡眠保持电流为10 μA，关断电流小于 5 μA。

3 系统软件设计

远程后台采用B/S架构设计，并采用HTML5、CSS3、jQurey以及MySQL数据库等软件来实现[5—6]。在远程后台监控系统的设计中，其具有以下几个功能。

该数据传输装置的主要工作原理是：通过单片机采集SF6密度表的数字信号，按照程序设定的时间间隔将数据发送至无线AP，继而由无线AP经路由器、网线传至远程监控后台。后台通过设计的软件处理得到的数据，继而形成可用于监控的数据表现形式。数据传输装置软件结构图如图3所示。

3.1.2 医学图书馆业务能力要提升。图书馆的采访工作要根据学科采访，有目的的进行采购图书，使学科分类更有针对性和目的性，读者能根据专业去找相关文献，流通部人员不仅要对中图分类法熟悉也要对上架图书有大体了解，对读者有问必答。情报部人员要对各个数据库了如指掌，细心解答群里各位用户的问题。期刊部人员要对中外文期刊准确上架，追溯过往期刊的排架。

由于ZMJ1-1Y远传SF6气体密度继电器的输出为RS485数字信号，为了连接无线AP要将其转换为WiFi信号。在设计中采用的方式为单片机加485芯片以及串口WiFi模块来构成数据传输装置[4]，如图2所示。

由于变电站一般占地面积较大，SF6气室较多且分散，如果采用有线数据传输，工程量较大，且不利于后期新上间隔后的扩展。因此，采用无线AP（Wireless Access Point）搭建室外基站将现场的设备通过WiFi信号连接至远程监测后台。

显示现场各气室SF6密度表的压力值并存储数据。

在压力到达设定值以及当下降速度达到设定值时发出报警。

中国—东盟自由贸易区贸易便利化发展研究——以“一带一路”倡议为背景 ……………………………………………………………… 孙芸芸（3．15）

可远程发送指令，修改数据发送时间间隔。

  

图3 数据传输装置软件结构框图

4 结束语

针对目前变电站监控存在无法及时反映现场设备SF6气体压力以及变化趋势的问题，设计一套以无线数据传输为基础的远程监控系统。该系统可以很好地实时监测变电站现场设备SF6气体压力，并根据测得的数值绘制出SF6气体压力变化曲线，并在现场数值达到设定的报警值时给出报警，避免了因发现不及时造成设备损坏或者扩大停电范围等后果，能够很好地配合变电站无人化后对现场设备SF6气体压力监控的要求。

参考文献

[1]周舟, 陈绍艺, 龚尚昆, 胡旭, 陶靖. SF6电气设备的监督与故障诊断[J]. 高压电器, 2011, 47(2)： 104－106.

[2]周骁威, 陈振生. 数字式SF6密度继电器UP908的原理及应用[J]. 电器技术, 2005(8)： 46－49.

[3]黄亮, 杨杰. 基于AVR单片机的数字式SF6气体密度继电器[J]. 武汉理工大学学报, 2006, 28(8)： 5－8.

[4]王海欧, 白金泉, 陈群锋, 陈行晓. 基于无线传输技术的接地导通测试仪的研究与设计[J]. 浙江电力,2017, 36(5)： 5－7.

[5]弗里曼. 精通jQuery(第2版)[M]. 北京：人民邮电出版社, 2014.

[6]金玉明. 精通SQL Server 2008完全自学手册[M]. 北京：中国铁道出版社, 2011.