ZNP8000SF6泄漏定量报警系统.doc

ZNP8000SF6气体泄漏定量报警系统产品方案书常州中能电力科技有限公司目录一、前 言1二、产 品 概 述3三、系统配置4四、电器原理框图5五、技术规范6（一）系统基本功能6（二）主要技术参数6（三）功能特点7六、系统组成及特点9七、售后服务13一、前 言1、系统概述室内SF6气体、氧气在线监测报警系统，是针对新型无人值班变电站室内SF6组合电器设备SF6绝缘气体泄漏的在线式监测报警系统。本系统采用进口新型高灵敏度SF6-O2传感器和温度、湿度传感器。当室内SF6及O2的浓度发生微小变化时都能及时的反映出。传感器将监测的 SF6气体通过热裂解联合成化学的方式转换成电信号，经信号放大、抗干扰网络，由16位高精度A/D转换成数字信号送入单片计算机。单片机对信号进行分析处理，零点跟踪将结果通过485总线模块传送到主控制器，主控制器对数据处理、存储、彩色显示、报警、风机控制，并将结果传送到远程计算机。2、SF6特点及其危害论述SF6是由两位法国化学家Moissan和Lebeau在1900年合成。从60年代起，SF6作为极其优越的绝缘、灭弧介质广泛应用于全世界电力行业中的高压断路器及变电设备中。在今天，SF6气体几乎成为高压、超高压断路器和GIS中唯一的绝缘和灭弧介质。纯净的SF6气体无色、无味、不燃，在常温下化学性能特别稳定，是空气比重的5倍多。但在电力系统中，由于SF6气体主要充当绝缘和灭弧介质，在电弧及局部放电、高温等因素影响下，SF6气体会进行分解。它的分解物遇水份后生成腐蚀性电解质，尤其是某些高毒性分解物，如SF4、S2F2、SOF2、HF、SO2等，如大量吸入人体会引起头晕和肺水肿，甚至昏迷及死亡。在相对密封的室内，由于空气流通不畅，SF6及其分解物在室内沉积，加上SF6气体无色、无味，从而对巡视、检修人员产生极大的危害。当GIS产生泄漏后，SF6气体积聚在地坪上方低层空间，造成局部缺氧，使人窒息而造成重大事故。3、有关SF6安全法则电业安全工作规程（发电厂和变电站部分）特别规定，装有SF6设备的配电装置室必须保证SF6气体浓度小于1000ppm，除须装设强力通风装置外还必须安装能报警的氧量仪和SF6气体浓度监测报警仪等。SF6安全法规摘录：第191条 装有SF6设备的配电装置室和SF6气体实验室，必须装设强力通风装置。风口应设置在室内低部。第192条 在室内，设备充装SF6气体时，周围环境相对湿度80%，同时必须开启通风系统，并避免SF6气体泄漏工作区。工作区空气中SF6气体含量不得超过1000ppm。第196条 工作人员进入SF6配电装置室，必须先通风15min，并用检漏仪测量SF6气体含量，尽量避免一人进入SF6配电装置室进行巡视，不准一人进入从事检修工作。第198条 工作人员进入SF6配电装置室低位区或电缆沟进行工作应先检测含氧量（不低于18%）和SF6气体含量是否合格。第199条 SF6配电装置室低位区安装能报警的氧量仪和SF6气体泄露报警仪。这些仪器应定期试验，保证完好。第203条 发生紧急事故应立即开启全部通风系统进行通风。发生设备防爆破膜破裂事故时，应停电处理，并用汽油或丙酮擦拭干净。13二、产 品 概 述ZNP8000型室内SF6、氧气在线监测报警系统主要应用在变电站内35KV SF6开关室及500KV、220KV、110KV GIS室，对SF6组合电器设备室环境中SF6气体泄漏情况和空气中含氧量进行实时监测。当发生SF6气体泄漏时，由于SF6气体的密度是空气的5倍多，积累于低层空间，并造成局部缺氧，引起重大事故。本系统采用多组新型高灵敏度进口SF6-O2传感器及温、湿度传感器，当室内SF6及O2的浓度发生微小变化时，传感器立即能响应这一些变化，哪怕SF6浓度在10ppmv也能有效地监测。传感器监测的浓度变化量通过变送器，A/D模块、485通讯模块及单片机控制转换成485通讯数字信号，通过现场RS-485总线将信号送至主控制器内，由主控制器进行数据处理和存储，并判断是否报警，启动风机及远程通讯等功能。本系统可监控环境中128个监测点，也可采用多重主控单元组网控制，并与电站自动化系统进行通讯等功能。对室内SF6浓度、O2的浓度进行有效地监控，极大地提高了无人值守变电站运行的安全性，特别是对日常巡视和维护人员的人身安全得到可靠的保障。SF6气体作为目前发现的最稳定的温室效应气体，踞实验证明在10.5um处具有强烈的光谱吸收特性。SF6激光变送器利用二氧化碳激光器、窄带滤光片、高灵敏低噪声光电探测电路、稳定的光斩波器等先进的设计方法和技术实现了对待测区域中SF6气体浓度的实时、在线高灵敏红外激光光谱遥测。用激光光谱吸收技术检测，对SF6气体泄露检测，测量精度可高于百万分之一，检测分辨率达到1ppm量级，而且重复性好，稳定可靠，使用寿命长，定量分析，实现了大范围的连续空间的监测，操作简单，故障率少。三、系统配置根据变电站需求，系统结构图如图1所示，系统配置表见表2。双气体取样点1风机双气体取样点2风机控制器系统主机双气体取样点3RS485现场总线双气体取样点4显示单元集控中心RS485RTU通讯根据需要扩展采集器图1 系统结构示意图表2 系统配置表型号类别数量备注ZNP8000-1系统主机1个处理分析、控制、上传ZNP8000-2SF6、氧气双气体取样分析模块1个配8路取样点(可扩展）ZNP8000-3红外感应模块1个集成主机ZNP8000-4风机控制器1个控制风机ZNP8000-5报警灯1只声光报警安装附件1套电缆及取样管道特点外形简洁美观，控制功能丰富。液晶屏显示现场监测环境数据，带强制风机排风、报警时自动启动风机排风和远动报警输出，可以通过主机自带的6个功能键设置风机定时排风功能、查阅历史数据，并能通过RS485与计算机进行通讯。远动也可通过RTU向主机查阅监控数据或控制风机启动。四、电器原理框图1、SF6、O2变送器原理框图 单片机485SF6 A/D运放RAMO2 放大2、主控制器原理框图显 示报 警主控制器通讯板 RS-485风机控制器RAM RS-485 至上位机3、系统原理框图SF6- O2变送器分配器 电 源 SF6- O2变送器SF6组合电器室 RS-485总 线彩色液晶显示报 警风机控制主控制器远程通讯控制室五、技术规范（一）系统基本功能1、环境中SF6气体含量定量检测功能。2、SF6气体含量超标报警功能。3、空气中氧气含量检测功能。4、缺氧报警功能。5、缺氧或SF6含量超标，强制排风功能。6、人工设置报警点。7、环境中温、湿度检测显示功能。8、定时排风功能。9、定点采集功能。10、人工强制排风功能。11、上次排风时间显示功能。12、实时显示各种参数功能。13、历史数据查询功能。14、监控系统客户端软件。15、系统具有自我诊断能力，防止死机（二）主要技术参数（1）设备寿命：10年以上（2）工作环境温度范围：2550 湿度范围：95%RH地震等级：7度大气压力：86kPa106kPa（3）SF6测量指标测量范围：02000ppmv报警点：可在测量范围内设置，默认1000ppmv测量误差： ±1%FS重复性误差：<2%FS（4）氧气测量指标检测浓度：025%氧气浓度报警点：18%（默认值，可自行设定）氧气测量灵敏度：0.1%测量误差：< 0.5%（5）其它指标温度测量范围： -25 +99湿度测量范围： 099%RH工作电源：AC 220V，可选DC 110V、220V开关量输出容量：24V/48V/110V/220V，3A风机输出触点电流:AC380/45A（可根据用户需求定制）风机通风时间设定：可设置，默认15MIN/次通讯方式： RS-485总线方式通讯规约：通用电力通信规约绝缘性能 外壳与电源间：>10M抗电强度 外壳与电源间：>2000V电磁兼容特性：快速瞬变脉冲群 GB/T17626.4-1999 3级雷击（浪涌） GB/T17626.5-1999 3级（三）功能特点1、 宽范围内实时、定量检测SF6气体浓度系统可以在02000PPM范围内精确测量空气中SF6气体含量，全量程定量显示。2、 报警阈值调整功能SF6报警阈值可在502000PPM内自行设定。缺氧报警阈值可在1520%内自行设定。3、 通用电力规约，与综自系统无缝集成系统对外提供CDT、MODBUS、103等通用电力规约接口，可与国内多家综自厂家如南瑞、南自、许继、四方、东方电子等系统无缝集成。4、 多参数输出通过电力规约，系统可将各采集器SF6、O2含量，温湿度数值，各节点通讯、工作、报警状态等多个参数实时传输至综自系统，真正实现无人值守功能。5、 多状态输出系统可同时提供报警信号、主机状态信号、采集器状态信号等多个开关量输出。除SF6泄露报警、缺氧报警外，系统还能实时检测自身状态，如发生通讯或采集异常、系统停电停止运行时，也可以分别输出开关量信号。6、 多种风机控制方式风机有全天6时段定时自启动、告警启动、强制启动、人员感应启动等多种启动方式，更有效地保证人身安全。7、 丰富语音提示功能系统主机具有人体感应功能，当有工作人员接近开关室时，系统会根据当前状态启动语音提示，告知工作人员当前室内是否存有SF6或氧气报警，报警具体的方位，是否存在设备状态异常，设备异常方位，是否需要通风后进入等多种信息。 8、 可选直流电源系统可以采选直流屏提供DC110V或DC220V作为系统电源，可有效防止交流停电时系统即停止运行的问题。9、 监控软件具有数据组态、图形组态、曲线分析、数据报表、历史数据查询等功能。10、 长寿型设计本装置是采用红外技术原理，真正意义上实现了SF6浓度实时定量采样分析，充分利用单片机的工作灵活性，传感器采取间歇式工作测量，大大提高了传感器的工作稳定性和使用寿命，系统运行寿命在10年以上。11、 免维护设计尽心的电气设计，整机无可调节器件，高等级、品质保证的元器件选用，优异的抗干扰性能。六、系统组成及特点SF6气体泄漏定量报警装置主要由以下几部分组成：系统主机、采集器、外围设备、监控系统。根据每个产品部件在系统中所起的不同作用，整个系统设备可以分为：系统主机、取样分析模块、外围设备等几个部分。以下根据上述分类对产品选型和设计进行说明。1、系统主机 系统主机接收采集器的传送的数据，同步显示，并进行分析处理，与固定标准参数进行对比后作出判断。同时主机能与上位PC机进行通信，接受PC发来的控制命令或者把数据上传到PC便于遥测、遥控以及存储。当采集数据超过设定限值时，主机自动运行各项控制程序，启动外围设备进行工作，包括声光、语音报警、通风等。另外主机可以自行对环境的温湿度进行测量，以便对相关数据补偿、修正。¨ 安装方式：壁挂式¨ 外型尺寸：260×390×65（mm）¨ 报警输出方式：常开触点（无源）、RS485通讯¨ 特点：外形简洁美观，控制功能丰富。液晶显示现场监测环境数据，带强制风机排风、报警时自动启动风机排风和远动报警输出，可以通过主机自带的功能键设置报警点、风机定时排风功能、查阅历史数据，并能通过RS485与计算机进行通讯。2、 取样分析模块 取样分析模块¨ 安装方式：壁挂式¨ 外型尺寸：400×300×100（mm）功能如下：（1）、 气体取样功能（如图所示）功能与参数：检测点：配8路+1路零点校准；可扩充到32路；样气流速：气路管道可长达几百米；采样管道：外径Ø6 PVC管，内径Ø 4，由于内径小，可迅速置换完管道气体；取样方式：长寿命电磁泵，低噪声；内置5µ孔径的过滤器，可有效过滤空气杂质功能；工作电源：185250VAC，防浪泳和雷击功能；（2）、 气体分析功能功能与参数：SF6检测范围：02000ppm，分辨率：1ppmO2检测范围：025.0% 分辨率：0.1%温度显示范围：-20+99 湿度显示范围：099%RH 工作电源：185250VAC，防浪泳和雷击功能；自动加强跟踪可疑测量点功能，有效防止误报。支持现场显示：大屏幕中文显示； 3、风机控制器 功能：接受主机的风机控制信号，控制风机启动和停止。 安装方式：壁挂式 外形尺寸：160mm×265mm×100mm。 底部端子连接电源和信号线。 背面双螺丝固定。 分普通式、脉冲式（一般用于继电保护式的风机）4、温湿度采集器（可选）内含温度、湿度传感器，检测环境中温度和相对湿度，采集数据直接传送至系统主机进行显示、分析、处理。¨ 安装方式：距离地面1.5米以上处 ¨ 外型尺寸：240×90×40（mm）5、显示单元（可选） 功能：和主机显示同步、现在当前SF6、氧气测量数据、数据超标时，同样发出报警信号。¨ 安装方式：壁挂式¨ 外形尺寸：800mm×120mm×60mm。6、监控软件系统（可选）¨ 数据采集、处理功能；¨ 事件报警功能；¨ 事故追忆功能；¨ 实时曲线，历史曲线功能；¨ 数据报表功能；¨ 远程控制功能；¨ 设备信息管理功能。监控系统基于Window2000/WindowNT操作系统，硬件以工控机或高档PC机为主，软件设计中采用了分层设计、组件化、标准化、开放式等先进的软件开发思想，为用户提供了可靠、安全、易于操作的监控系统平台。系统采用全图形的人机界面，具有接线图组态功能，界面美观，符合现场人员操作习惯。各功能节点机具有统一的操作形式，易学、易于操作。监控系统主接线图及采集器显示示例如下：七、售后服务1、设备维护 本公司提供符合买方技术规范要求、质量合格、技术性能先进、成熟的、完整的和安全可靠的成套产品。 成套设备承诺2年内免费保修，终身维护，对质量不合格产品终身免费更换。 提供软件免费升级。2、售后服务成套设备在验收之日起2年内提供电话支援服务，终身提供技术支持等。产品验收后2年内因卖方产品质量问题或客户使用疑问，将派出合格的、有经验的技术人员进行免费修理，零配件更换或调换、服务、指导工作。产品验收后2年内如因质量问题，无法继续工作，将无偿提供备用设备直到产品修理完成为止。如客户确有困难，在保质期外也可酌情提供相应服务。提供免费24小时电话服务，包括产品问题解决，如何使用问题，及功能性培训。保修期后的售后服务由卖方负责，提供终身免费服务。系统投入后，终身免费为用户进行系统软件升级。对于用户提出的技术问题，本公司承诺在一天之内给予答复。本公司收到用户的维修报告后，在2个工作日内到达现场维修。 本公司将不定期举行客户交流会及培训会议。