由上海電力科學(xué)研究院牽頭完成的“電網(wǎng)主設(shè)備輸送能力動態(tài)評估、靈活調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項目通過了中國電工技術(shù)學(xué)會組織的科技成果鑒定。鑒定委員會專家一致認(rèn)為該項目核心技術(shù)成果處于先進(jìn)水平。

長期以來，電網(wǎng)主設(shè)備輸送能力的靜態(tài)限值由專業(yè)人員根據(jù)經(jīng)驗判斷。但僅依賴靜態(tài)限值開展設(shè)備調(diào)控可能出現(xiàn)電網(wǎng)輸送斷面阻塞等風(fēng)險。在此背景下，上海電科院于10年起牽頭組織國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、中國電力科學(xué)研究院有限公司、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)等各方力量，經(jīng)過10余年的持續(xù)攻關(guān)，推出“電網(wǎng)主設(shè)備輸送能力動態(tài)評估、靈活調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項目。

據(jù)介紹，該項目圍繞架空線路、變壓器、電力電纜等設(shè)備的輸送能力提升開展研究，以電網(wǎng)保障經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為目標(biāo)，提出了全運(yùn)行場景與多結(jié)構(gòu)類型設(shè)備關(guān)鍵部位溫度秒級計算方法、“溫度-負(fù)荷-時間”與設(shè)備可靠協(xié)同約束的輸送能力實時評估技術(shù)和動態(tài)調(diào)控全周期風(fēng)險管控措施，形成了相關(guān)系列裝備及操作系統(tǒng)，并在上海、江蘇、內(nèi)蒙古等地推廣應(yīng)用，實現(xiàn)了輸變電設(shè)備輸送能力的動態(tài)評估、靈活調(diào)控。    

一、前言

1.1 概述（LYWM-02電力建設(shè)新產(chǎn)品“SF6微水密度在線監(jiān)測設(shè)備”價格便宜,質(zhì)量好）

六氟化硫（SF6）是一種無毒、無味、無色、無嗅、非可燃的合成氣體，具有一般電介質(zhì)不可比擬的絕緣特性和滅弧能力。充裝SF6的電氣設(shè)備占地面積小，運(yùn)行噪聲小，無火災(zāi)危險，這極大地提高了電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性。而氣體絕緣金屬封閉電器（GIS）的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)變電站的概念，使緊湊型、高電壓、大容量新式變電站的發(fā)展得以實現(xiàn)，成為城網(wǎng)變電站改造的重要途徑。

隨著我國電力設(shè)備無油化、小型化的發(fā)展，在35-500kV高壓斷路器中采用SF6氣體作為絕緣滅弧介質(zhì)的斷路器等逐年增加。對SF6氣體的狀態(tài)監(jiān)測已成為保證SF6斷路器等電器設(shè)備正?？煽窟\(yùn)行的主要技術(shù)措施之一。

   SF6高壓開關(guān)電器在制造和運(yùn)行中因為：

SF6新氣中含有一定水分。

在設(shè)備安裝、解體檢修和充氣補(bǔ)氣時，因工藝過程中的疏漏，在氣室和管閥內(nèi)留有水分。

因密封不嚴(yán)，在SF6向外泄漏時，會反向滲入水分。

變電站SF6斷路器SF6氣體的密度、濕度和溫度三項物理指標(biāo)是否處于額定范圍之內(nèi)，決定著該斷路器的可靠運(yùn)行狀態(tài)。電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)程強(qiáng)制規(guī)定，在設(shè)備投運(yùn)前和運(yùn)行中都必須定期對SF6氣體的密度和含水量進(jìn)行檢測。SF6氣體含水量的現(xiàn)場檢測方法有電解法、冷凝法和阻容法。目前大多采用便攜式露點(diǎn)儀進(jìn)行現(xiàn)場檢測。

1.2 SF6氣體在運(yùn)行中的檢測及污染后果

SF6氣體的濕度、密度兩項物理指標(biāo)是否處于額定范圍之內(nèi)，決定著SF6氣體的絕緣和滅弧性能的有效與否。但SF6高壓開關(guān)電器在制造和運(yùn)行中因為：SF6新氣中含有一定水分；在設(shè)備安裝、解體檢修和充氣、補(bǔ)氣時，因工藝過程中的疏漏，在氣室和管閥內(nèi)會留有水分；在開關(guān)工件加工和上述操作中的失誤等造成密封失嚴(yán)，SF6氣體向外泄漏，因外部水分壓遠(yuǎn)高于氣室中氣體的水分壓，外部水分會向氣室內(nèi)反向滲入，造成SF6氣體在密度下降的同時含水量上升。超標(biāo)的水分會造成下列危害：

SF6氣體含有超標(biāo)的水分后，在一些金屬物的參與下，在200℃以上溫度時可使SF6發(fā)生水解反應(yīng)，生成活潑的氫氟酸（HF）和有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等低價硫氟化物，在高溫拉弧的作用下，還將分解產(chǎn)生溫室氣體之一的二氧化硫（SO2）和氫氟酸（HF）。它們將腐蝕絕緣件和金屬部件，并產(chǎn)生熱量從而導(dǎo)致氣室內(nèi)氣體壓力的危險升高，斷路器耐壓強(qiáng)度和開斷容量下降，嚴(yán)重情況下將導(dǎo)致斷路器爆炸，不僅引起電網(wǎng)事故，還將造成有害和溫室氣體灌放大氣，形成電氣和環(huán)保災(zāi)害。

電力相關(guān)規(guī)程規(guī)定：每日巡回監(jiān)視氣體密度，每1-2年對SF6氣體的含水量進(jìn)行檢測。含水量檢測通常采用露點(diǎn)儀進(jìn)行現(xiàn)場停電檢測，檢測時按標(biāo)準(zhǔn)取樣氣體流量，即30-40升/小時計算，一次測試需排放SF6氣體約35升。電力工業(yè)分成兩大電網(wǎng)公司和五大發(fā)電集團(tuán)。至06年底，僅一個電網(wǎng)公司，即國家電網(wǎng)公司所轄電網(wǎng)中的12-750 kV中高壓斷路器就有333,294臺，上述數(shù)量還不包括每年增長的10%左右。平均每臺斷路器每年排放35升SF6氣體，其總排放量及高能量長壽命的大氣污染效果不言而喻。

1.3 在線監(jiān)測是確保電力與環(huán)?？煽康挠辛Υ胧?/span>

我公司根據(jù)目前電力行業(yè)的發(fā)展趨勢研制了SF6在線式微水密度檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于電力行業(yè)的主設(shè)備之一SF6高壓斷路器SF6氣體的在線監(jiān)測與控制，可以在不排放SF6氣體的條件下對SF6氣體的含水量、密度和溫度進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集顯示、信息遠(yuǎn)傳、故障報警、閉鎖機(jī)構(gòu)啟動、后臺數(shù)據(jù)顯示與分析等，為電力系統(tǒng)生產(chǎn)管理與設(shè)備狀態(tài)檢修提供信息與依據(jù)。

1.4 在線監(jiān)測裝置運(yùn)用的社會和經(jīng)濟(jì)意義

(1)、有助于地球環(huán)保

SF6氣體微水綜合在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用基本防止了大量SF6氣體的排放，具有地球環(huán)保意義。

(2)、保障電力工作者的身體健康

SF6氣體在電氣設(shè)備中經(jīng)電暈、火花及電弧放電作用，還會產(chǎn)生多種有毒和腐蝕性氣體。排放后，其中的二氧化硫會刺激上、下呼吸道，使人流淚。氫氟酸是強(qiáng)脫水劑，大量吸入會嚴(yán)重危害身體健康。SF6氣體微水綜合在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用將大大減少SF6氣體的排放，有利于保障電力工作者的身體健康。

(3)、減少停電時間和事故損失，提高供電時率，提高電力設(shè)備管理水平

SF6微水與密度綜合在線監(jiān)測裝置可長期掛網(wǎng)運(yùn)行，監(jiān)測SF6氣體的含水量和密度。其配備的無線lora通訊，可將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳至監(jiān)控中心。當(dāng)被測氣體指標(biāo)超標(biāo)時，監(jiān)測器將自動按事先設(shè)定的門限上傳報警信號至遠(yuǎn)方監(jiān)控中心，或直接啟動報警裝置。上位機(jī)軟件可按設(shè)定的時間和頻率，采樣存儲顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并自動繪制成變化趨勢圖供觀察分析之用。它的運(yùn)用將從技術(shù)上有力地支撐狀態(tài)檢修模式，并免去供電公司為完成檢測工作需配備巡檢人員、巡檢車輛、檢測設(shè)備、高價值的SF6氣體和人工巡檢對發(fā)現(xiàn)故障隱患系統(tǒng)的不及時性，保障設(shè)備的可靠穩(wěn)定運(yùn)行，減少停電時間和事故損失，增加設(shè)備運(yùn)行效率，提高設(shè)備運(yùn)行的管理水平。

(4)、減員增效

   以南京供電公司為例，南京市現(xiàn)有200余個變電站，按平均每個變電站分?jǐn)偟脑O(shè)備巡檢人員一人計算，現(xiàn)有約200余人的巡檢隊伍，采用在線監(jiān)測系統(tǒng)后，可減少巡檢人員90%以上，即180人，按人均7萬元/年計算，每年可減少支出1260萬元，該系統(tǒng)的運(yùn)行有利于供電主業(yè)人員的精減，為供電系統(tǒng)發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)提供了大量的人力資源。

   從設(shè)備、管理、檢修和環(huán)保四個方面對SF6氣體在線檢測設(shè)備使用前后對比分析的結(jié)論為：使用數(shù)字式SF6氣體微水綜合在線檢測設(shè)備后，當(dāng)年就可收回成本的89.3%。

二、產(chǎn)品概述（LYWM-02電力建設(shè)新產(chǎn)品“SF6微水密度在線監(jiān)測設(shè)備”價格便宜,質(zhì)量好）

2.1 產(chǎn)品簡介

為適應(yīng)我國電力行業(yè)體制改革的需要和加快電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)及狀態(tài)檢修發(fā)展的步伐，研究和探索以在線監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)，故障檢修與預(yù)防性相結(jié)合，以實現(xiàn)*大可靠性和*低成本消耗為目標(biāo)的狀態(tài)檢修模式，我公司研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SF6氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)。該設(shè)備能夠以高于國家標(biāo)準(zhǔn)的測量精度，長期在線監(jiān)測斷路器SF6氣體的密度、微水、溫度及其變化趨勢，其功能是在SF6氣體有關(guān)指標(biāo)出現(xiàn)變化時，給出變化曲線；有關(guān)指標(biāo)達(dá)到報警狀態(tài)時，報警或自動啟動報警裝置；當(dāng)有關(guān)指標(biāo)超標(biāo)達(dá)到危險狀況時，報警或自動啟動閉鎖裝置，禁止斷路器動作，以保障設(shè)備和變電站整套系統(tǒng)的保障。上述監(jiān)測設(shè)備配有無線lora通訊接口，可將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳至變電站、城市中心乃至更上級監(jiān)控中心，真正實現(xiàn)變電站，尤其是無人值班站的設(shè)備在線監(jiān)測。同時，監(jiān)測到的各項指標(biāo)的變化趨勢為斷路器的狀態(tài)檢修提供了有效依據(jù)。

2.2 產(chǎn)品功能（LYWM-02電力建設(shè)新產(chǎn)品“SF6微水密度在線監(jiān)測設(shè)備”價格便宜,質(zhì)量好）

（1）在線監(jiān)測SF6氣體濕度、密度與溫度；

（2）在線監(jiān)測氣體泄漏與泄漏報警；

（3）可按預(yù)設(shè)值或用戶給定值自動啟動低壓報警和閉鎖裝置

（4）通過lora無線通訊至監(jiān)控后臺；

（5）通過后臺軟件自動繪制狀態(tài)變化趨勢圖；

（6）可選大屏幕液晶顯示器現(xiàn)場顯示實時數(shù)據(jù)，具備屏幕保護(hù)和聲控顯示功能；

（7）手持遙控器設(shè)置報警與閉鎖門限值和顯示方式；

（8）全密封，抗干擾，適用于室外和低溫環(huán)境。

2.3 產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）高精度與高可靠性

變送器采用了進(jìn)口高穩(wěn)定性傳感器，傳感器經(jīng)變送器內(nèi)部電路的修正、補(bǔ)償，其輸出線性度好，精度高；變送器外部結(jié)構(gòu)也更適于高頻電場環(huán)境下的測量，它與電路處理部分融為一體，以減少干擾耦合，提高電路長期工作的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）實現(xiàn)在線監(jiān)測監(jiān)控和狀態(tài)檢修

該變送器可長期掛線運(yùn)行。其配備的通過無線lora通訊，可將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳至監(jiān)控中心。當(dāng)被測氣體指標(biāo)超標(biāo)時，監(jiān)測器將自動按事先設(shè)定的門限上傳報警或閉鎖信號至遠(yuǎn)方監(jiān)控中心，或直接啟動報警、閉鎖裝置。上位機(jī)軟件可按設(shè)定的時間和頻率，采樣存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)，并按需要將上述數(shù)據(jù)自動繪制成變化趨勢圖，供觀察分析之用。

SF6氣體綜合在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)斷路器的狀態(tài)監(jiān)測，有利于及時掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保障電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行，使?fàn)顟B(tài)檢修得以實現(xiàn)，減少檢修費(fèi)用和停電時間，從而提高管理水平。

（3）結(jié)構(gòu)特別，安裝使用方便

傳感器采用全封閉設(shè)計，外形特別美觀，傳感器、電源、數(shù)據(jù)輸出電路和安裝在同一機(jī)殼內(nèi)。它防水抗塵防爆，抗強(qiáng)電磁干擾，安裝使用方便，可用于高頻電場環(huán)境和室外環(huán)境。

2.4 變送器技術(shù)指標(biāo)

測量參數(shù)                                                                                                                                    

露點(diǎn)范圍：  -50…+20℃ Td/f

壓力范圍：  0…+10bar

溫度范圍：  -40…+80℃

計算參數(shù)                                                            

轉(zhuǎn)化為20 °C標(biāo)準(zhǔn)條件下的參數(shù)

微水值： 10…20000ppm

壓力值(密度)：1 ...12 bar

SF6混合密度: 0 ...100 kg/m3

輸出參數(shù)有: PPM20（20℃下微水）、P20（20℃下壓力，密度）、T（℃）、Td（露點(diǎn)）、P（壓力）、Tdatm（常壓露點(diǎn)）、密度（㎏/m3）

精度

露點(diǎn)精度： ±3℃ Td

壓力值(密度)精度：±0.1% FS

溫度精度：±1℃

傳感器響應(yīng)時間:

露點(diǎn)傳感器: 2S(20℃)

壓力傳感器:<0.5S(20℃)

工作環(huán)境                                                          

變送器工作溫度：-40...+80℃

過載壓力： 20 bar

相對濕度： 0~100RH%

被測氣體：  SF6,SF6/N2混合氣

輸出    

通訊方式： 無線lora

傳輸速度： 9600bps

一般參數(shù)

工作電壓:  18…36VDC

功      率:<3W

重      量：361g

防護(hù)等級： IP65

外殼材質(zhì)：不銹鋼

接頭材質(zhì)：不銹鋼

電氣接頭：M12連接器

機(jī)械接口: M30*1.5

密封方式： O型圈（33*2.5mm）

漏氣率： ≤10-9Pa·m3/s（氦氣檢測）

額定充氣壓力： 0.6MPa abs

抗電磁干擾                          

浪涌:       4級（GB/T 17626.5-2008）

靜電放電 :   4級（GB/T 14598.14-2010）

快速瞬變干擾:   4級（GB/T 14598.10-2007）

阻尼振蕩磁場:   5級（GB/T 17626.10-1998）

射頻傳導(dǎo)干擾:   3級（GB/T 17626.6-2008）  

脈沖群干擾:      3級（GB/T 17626-12-1998）

可靠實驗  GB 4943.1-2001

抗電強(qiáng)度測試       700 VDC

絕緣阻抗測試       3200MΩ

振動測試           GB/T 11287一2000

沖擊與碰撞試驗     GB/T 14537一1993

尺寸圖：

二十載櫛風(fēng)沐雨，從高壓直流到特高壓直流，從傳統(tǒng)直流到柔性直流，從國外引進(jìn)直流控制保護(hù)技術(shù)到相關(guān)技術(shù)的帶領(lǐng)，南方電網(wǎng)一步步的技術(shù)破冰，促進(jìn)了電網(wǎng)發(fā)展的巨大進(jìn)步。一系列關(guān)鍵技術(shù)突破，不僅筑牢了電力輸送的“鋼筋鐵骨”，更讓清潔能源跨越山海，一張堅韌牢固的綠色電網(wǎng)“越織越密”。

10年，楚穗直流作為世界上的第1條特高壓直流工程拉開了特高壓技術(shù)賦能大電網(wǎng)的序幕。這條西起云南楚雄、東至廣東增城的“電力大動脈”，以±800千伏特高壓直流技術(shù)實現(xiàn)1300多千米的電力傳輸，0.00526秒的傳輸速度，破解了能源資源與負(fù)荷中心逆向分布的難題。保障粵港澳大灣區(qū)電力供應(yīng)的同時，又讓云南的綠水青山通過“電”轉(zhuǎn)化為發(fā)展動能。

世界上的第1個特高壓多端柔性直流工程——昆柳龍直流工程創(chuàng)造了19項“世界上的第1”，跨越1452公里的電力線路將烏東德水電站的清潔電能送往負(fù)荷中心。柔性直流技術(shù)不僅提升了主網(wǎng)輸送能力，更能為送受端電網(wǎng)提供穩(wěn)定支撐，讓大規(guī)模集中式新能源的超遠(yuǎn)距離送出從構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實。

而世界首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器在昆柳龍直流工程的應(yīng)用，則讓電網(wǎng)在極端環(huán)境下的運(yùn)行精度實現(xiàn)突破，特高壓直流輸電系統(tǒng)有了極高的測量可靠性保障，我國直流輸電系統(tǒng)進(jìn)入“量子精度”時代。

如今，陽江三山島海上風(fēng)電柔直工程正在加速推進(jìn)。作為世界上的第1個超大規(guī)模、海陸一體超高壓柔直工程，它將破解未來大規(guī)模海上風(fēng)電基地接入等難題，投產(chǎn)后每年可提供清潔電能約60億千瓦時，開創(chuàng)遠(yuǎn)海風(fēng)電輸電新模式，為風(fēng)電等可再生能源的規(guī)?；_發(fā)再添“關(guān)鍵一棋”。

從楚穗直流的穩(wěn)定運(yùn)行到昆柳龍直流工程的技術(shù)帶領(lǐng)，再到三山島破解深遠(yuǎn)海風(fēng)電送出難題，南方電網(wǎng)以關(guān)鍵技術(shù)更新為大電網(wǎng)注入韌性，讓清潔能源高效消納。2025年，南方五省區(qū)新能源總裝機(jī)容量突破2億千瓦，新能源成為第1大電源，抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模突破1000萬千瓦，新型儲能裝機(jī)超百萬千瓦，達(dá)世界同等規(guī)模電網(wǎng)先進(jìn)水平。

二十年來，南方電網(wǎng)公司傾注全力打造可靠的綠色電網(wǎng)，在保障電力供應(yīng)的同時守護(hù)著綠水青山，為能源綠色低碳轉(zhuǎn)型寫下了屬于中國的技術(shù)答案。

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