SF6-O2在线监控报警系统的优化方案提升变电站运行安全

一、六氟化硫是什么？

六氟化硫又称为SF6，这种气体在常温常压下为无色无臭无毒的气体。不燃烧。对热稳定，没有腐蚀性，可以作为通用材料。电绝缘性能和消弧性能好，绝缘性能为空气的2～3倍，而且气体压力越大，绝缘性能越增高。

常态的SF6气体是一种无色、无味、密度比空气重、不易与空气混合的惰性气体，对人体没有毒性。但在高压电弧的作用下，SF6气体会发生部分分解，而其分解产物往往含毒，即便是微量，也能致人非命。当使用以SF6气体为绝缘和灭弧介质的室内开关在使用过程中发生泄漏时，泄漏出来的SF6气体及其分解产物会往室内低层空间积聚，造成局部缺氧和带毒，对进入室内的工作人员的生命安全构成了严重的危险。

二、变电站SF6-O2在线监控报警系统的作用

变电站SF6-O2在线监控报警系统主要由一实现数据显示的平板电脑主机、一台下位通信控制器、若干只SF6和氧气监测器、若干只温湿度监测器组成。

气体监测器安装在SF6开关的下方，用以在线实时检测SF6开关下方的氧气浓度和SF6气体浓度。

系统智能化处理，具语音报警、风机自动控制、监测器任意扩展（数量不限）等功能。安装的监测器经现场总线实时触发主机中断、并由通信控制器响应并读取由监测器处理转换后的检测数字信号，经处理后在上位监控平台上显示各气体监测器的气体浓度数据以及通信状况，并在危险时自动给出语音报警信息和控制风机工作。通信控制器还可通过现场总线与远程计算机通信，组成计算机系统对SF6开关室环境在线自动监测系统。

三、建设目标

SF6-O2在线监控报警系统解决方案是集配电室内环境监测（除了对SF6/O2气体监测外，还包括了温湿度、红外人体探测等），风机联动控制，以及智能环境监控云平台于一体的智能环境监测管理体系，其总体建设目标是实现对环境和设备的统一监控和管理，以保障用电安全。

系统可以检测环境中氧气含量、SF6含量、温湿度、烟雾探测、人体感应等信息进行采集，并可以根据预先设置的启动方式，根据以上监测设备的状态，分别对空调、视频系统、加热装置、除湿器、通风机等设备进行控制。同时，还引入火灾、烟雾等信号进行联动。该系统实现风机、空调、除湿机、加热装置等设备的遥控、遥信、遥测、遥调功能，对远程系统设备运行状况一目了然，并可通过联动防盗系统、火灾消防系统，实现突发时间的监控和管理。

具体建设目标：

（1）通过各种智能传感器设备对六氟化硫浓度、氧气浓度、温湿度等要素进行实时数据监测，为配电室内各系统及设备运行提供高度稳定可靠的监测信息资源；

（2）监测区域内的气体以及温湿度数值高于/低于设定报警值时，系统自动发出声光报警信号，并提供必要的远程控制、智能控制；

（3）在监测区域内配备红外感应器，系统在感应到人员进入时自动发出报警信号；

（4）对配电室发生的故障产生故障告警，通过多种方式通知相关管理人员，及时处理，及时解决，对即将发生的故障进行预警；

（5）促进配电室的自动化、智能化，明晰管理人员的权利和责任，提高机房的管理水平，节省配电所运行管理费用，达到短期投资、长期受益的目的；

（6）利用平台完善的数据统计和分析功能，为配电室管理者提供可靠地参考依据，为配电室建设与改进提供充分的决策依据；

四、系统组成

4.1 SF6监测主机

SF6 泄漏报警装置包括 CPU 主控单元、通信单元、显示单元、报警单元和通风控制单元。外形简洁美观，控制功能丰富。7寸彩色 LCD 液晶显示, 人性化触控操作界面，现场监测环境数据，带手动风机排风、报警时自动启动风机排风和远动报警输出，可以通过 RS485、以太网 与计算机进行通讯。采用挂壁式安装方式。

4.2 SF6监测主机参数

功能与参数：

1.7寸彩屏液晶LCD显示，人性化触控操作界面

2.环境中SF6气体状态，氧气含量，监测显示功能，温、湿度监测显示功能

3.SF6气体含量超标报警功能，缺氧报警功能

4.定时排风功能、手动排风、缺氧或SF6含量超标强制排风功能

5.历史资料查询功能

6.人体感应，自动启动语音系统

7.采用有线通讯，上位机RS-485,9600bps，MODBUS

8．可采用以太网传输，以及报警后节点输出。

8.工作电源：185～250VAC，防浪涌和雷击功能

9.外型尺寸：290mm×214mm×70mm

4.3 SF6&O2变送器

SF6&O2变送器包括六氟化硫检测单元、氧气检测单元和通信单元，对六氟化硫的检测运用先进电化学负离子SF6探测技术，结合公司经过长期研究出的超稳定、长寿命探测解决方案成果，能实时监测到环境中SF6气体浓度的变化，并将检测到的数据通过RS-485总线传送至监测主机。

功能与参数：

1.SF6测量范围：1～3000μV/V（ppm）精度：5%F.S

2.氧气测量范围：0～25%精度：±1%F.S

3.工作电源：DC/12V

4.功耗：<2W

5. 通信接口： RS485，2400bps

6. 通信规约： 自主通讯协议（MODBUS-RTU）

7. 外型尺寸： 190mm×90mm×45mm

4.4温湿度变送器

温湿度变送器主要包括温度传感器、湿度传感器、通信单元及CPU主控单元组成，能实时监测到环境中温、湿度的变化，并将检测到的数据通过RS-485总线传送至监测主机。

功能与参数：

1.温度测量范围：-20～+70℃精度：±1℃

2.湿度测量范围：0～99%RH精度：±5%RH

3.工作电源：DC/12V或者24V

4.功耗：<2W

5.通信接口：RS485，2400bps

6.通信规约：MODBUS

7.外型尺寸：86mm×86mm×25mm

4.5内置红外探测器

监测主机配有内置红外微波探测器和语音报警，当内置红外探测器感应到人员进入时，监测主机准确接收、传输信号，启动风机输出动作，并输出语音提示，及时提醒工作人员注意现场环境，消防安全隐患。

4.6外置声光告警灯

监测主机一般安装在开关室入口处或主控室，监测主机配有声光告警灯，当SF6气体浓度异常或氧气浓度超标时，声光告警灯准确接收监测主机传送输来的信号进行声光报警输出动作，及时提醒工作人员处理现场问题，消除安全隐患。

4.7风机控制器

风机控制器作为连接报警器(装置)的控制模块，通过通断电的方式来控制220V供电或者380V供电的风机。该控制器能准确的接收到SF6泄露报警器(装置)传送过来的信息（有源交流220V输入），进行启动风机输出动作，对现场环境进行通风处理。

风机控制器具备控制风机的功能，当设备室装有风机设备时，可利用控制器对风机进行站端和远程开、停机控制。该控制器与就地的风机开关应相互独立，各自能够独立实现风机的开、关功能。

4.8监控主机软件

监控主机软件为嵌入式操作平台，分为监测分析和数据管理两个部分，软件结构简单、界面友好。系统监测主机可以接收、存储、分析监测器上传的数据，远程监控监测器，可将实时监控数据保存到主机，实现即时查询各项数据功能。

五、功能特点

1、实时显示SF6气体浓度

系统循环采集被检测区域的空气，在操作控制屏及后台监控计算机上显示该采样空气的SF6含量浓度；告警浓度可按要求在现场设定。

2、实时显示氧气浓度

检测主机内含有氧气检测传感器，在检测各区域采样气体中SF6气体的含量同时，检测氧气含量，在操作控制屏及后台监控计算机上显示该采样空气中的氧气浓度；告警浓度可按要求在现场设定。

3、告警输出

当SF6气体或氧气含量达到告警浓度时，操作控制屏将按设定的方式，产生声光、语音报警，并通过软件规约或干接点通知远端监控中心；

如果有工作人员接近开关时室，操作控制屏内的红外感应被触发，操作控制屏将启动语音提示，通知提示工作人员当前室内是否有SF6或氧气报警。

4、风机控制

风机有定时启动、告警启动与强制启动三种方式；

系统内有多个定时启动的时间，可根据用户的要求设定0～4次定时启动、每次启动的具体时间与时长；

当SF6气体或氧气浓度达到告警浓度时，可根据用户要求，设定系统是否启动风机进行通风；操作控制屏有风机开与风机关2个按钮，可以用来强制风机启动或关闭。

5、温湿度显示

温度显示范围：-40～65℃ 湿度显示范围：0～99.99%RH。

6、声光报警控制

可根据用户要求，声光报警在启动后一定时间内自动关闭，以免影响周围居民。

审核编辑 黄宇