(中国南方电网超高压输电公司百色局广西百色市533000)
摘要:通过SF6(六氟化硫)密度继电器可以对压力指示异常的现象，对变电站SF6气体压力指示异常的原因进行了非常详细的分析,解释了压力指示如果出现异常从而造成的危害,级与本文所提出的问题，提出几项措施，希望可以对以后的工作带来帮助。
关键词:GIS组合电器设备;SF6气体压力;SF6气体密度继电器;
引言：
SF6气体密度继电器是一个非常常见的一个电力系统的高压电器，它的内部有一个电气附件的压力表，它的主要作用就是用于能源工业。气体密度继电器主要就是通过继电器丽得一些温度补偿系统对装备带来的影响进行调节外界气候，能够把外界气候和环境条件并不会不影响设备的运行，他有很多的有点，比如具有非常小的占地面积以及安装方式是非常的简便。所以，他就会被非常多的能源工业使用。对于一般的情况来说，GIS就是属于一个高压配电的装置，也就是我们平时可以看到的那些开关站。GIS的全称称为六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置，它的英文是GASINSTULATEDSWITCHGEAR，它是由非常多的装置组合起来的，主要是由断路器、互感器、出线终端、连接件、母线以及避雷器等这些装置组合起来的，把他们全部封闭在一个金属接地外壳里面。SF6气体的绝缘性能特别的强，GIS内部充满了这种绝缘性能非常强的SF6气体。也就是因为这个，所以他还叫做SF6全封闭组合电器。SF6气体它的热传导性能也特别的好，它特别容易被重组。SF6气体的压力是非常影响断路器绝缘性能，经过温度的补偿后的SF6气体压力值就可以反应它的密度值，密度继电器需要有额定压力，这是密度继电器正常工作的条件之一，温度对于SF6气体的压力的影响是非常的大，密度继电器内的温度补偿装置是可以对变化了的气体压力自动补偿，所以SF6气体压力就不会因为温度改变而改变。SF6气体如果发生泄漏的情况的话,压力就会随之下降，如果压力降到了报警是所设置的数值时值,从而密度继电器发出报警信号,可以给设备补气,当压力继续下降,降到闭锁设定值时,密度继电器输出(闭锁)信号,控制回路被闭锁,从而实现了对高中压开关及电网设备的保护。
上海思源高压开关有限公司500kV武平变电站项目和中国南方电网有限公司EHV输电公司使用的设备是GIS组合电器中的SF6(六氟化硫)密度继电器。于2015年06月30日正式投入运行。
1、SF6密度继电器压力指示异常
220kVGIS设备母联开关在运行过程中,出现气压低告警,三相气压为A:0.58MPa,B:0.62MPa,C:0.62MPa,该类开关SF6额定值0.62MPa,报警值0.58MPa,闭锁值0.55MPa。现场检查无漏气迹象,当时天气为晴天,晚上的压力就会回升,告警信号也会随之消失。如果在温度变化不太大的天气时,气体压力变化就不是特别的明显,从而压力也变得正常。
2、SF6密度继电器压力指示异常进行原因分析
检查GIS设备后，如果发现没有漏气点,夜晚的压力就会回升，所以同样说明了此装置并没有漏气。如果SF6密度继电器的压力只是偏低的话，那就说明GIS设备可能存在漏气的现象和SF6压力表计显示数值并不准确。所以，压力指示异常的原因就是,SF6密度继电器压力指示不是准确的。为了能够找出SF6密度继电器不准确的原因,我们必须要先从SF6密度继电器的工作原理进行研究。那么SF6气体密度继电器的工作原理就是，SF6气体对SF6电气设备的密度就是由SF6气体的温度补偿后的压力进行表示的，也就是说，在20℃下的压力值中可以继续在额定压力下进行操作。
SF6气体的压力会随着温度的变化而变化的。所以，所以用测量系统测量继电器的内部压力时我们需要考虑一下温度可能会带来的影响。如果压力表的温度是高于气室的压力时,时因为温度补偿从而导致压力表的指示低值。所以温差越大,振幅就越小。假使温差非常的大并且压力是低于报警值,那么报警信号就会被错误发送。同样,如果表压温度低于腔室温度,仪表的显示的值就会更高。这也是在设备里面为什么温度的补偿单元需自动补偿发生变化带来的压力,使得这个额定压力示值确保处于不变的状态。
3、SF6密度继电器压力指示异常实例进行分析
2018年09月21日10时35分,监控系统报2012开关气压低告警,现场检查2012开关三相气压为A:0.58MPa,B:0.62MPa,C:0.62MPa,现场天气晴。现场检查无漏气迹象,阳光直射A相表计,BC相表计无阳光直射,初步判断为阳光直射A相表计引起,现场调整表计遮阳盖板并用水对表计进行降温,20分钟后A相表计读数上升至0.59MPa,后续继续观察。20:30夜巡时气室气压均恢复至正常。根据以上压力变化,结合密度继电器的温度补偿特性,我们认为造成此类异常的原因是:密度继电器温度与气室温度之间有差异,在有阳光照射的情况下,密度继电器温度高于气室温度时,指针向下偏移造成误报警。
为了验证理论分析是否是正确的，我们需要通过一些比较实际数据来详细的分析这种现象，所以从气体压力公式可以得出，密闭空间里的气体压力与温度之间的关系就是:因为气室体积没有发生变化，所以是定值，气体压力与温度是形成成正比的。如果两者之间有一定的温差的话,他们之间就会有比较大的误差,如果情况严重的话，还会导致设备不能正常使用,其原因如下:
(1)整个系统内的压力是没有梯度,也不存在压力差,所以，气室处的压力值P气室与安装密度继电器处的压力值P密度表是一样的,也就是说P气室等于P密度表。
(2)整个系统内的温度是有一定梯度的,他们之间有温差,也就是说气室处的温度值T气室与安装密度继电器处的温度值T密度表是不不一样的,也就是说T气室≠T密度表。
(3)整个系统内的实际压力值是完全取决于气室内的压力值,因为SF6气体它主要就是在气室里的,在安装密度继电器处的SF6气体只是管路-一点,所以它占的比例是非常小,因此实际压力是值取决于气室内的压力值,如果气室的温度升高的话,它的实际压力值也就升高,如果气室的温度降低,它的实际压力值也会降低。
(4)密度继电器需要做好;温度补偿效果是看安装密度继电器处的温度值,换一种说法来说密度继电器是起到了一个补偿作用，当作一个补偿元件只知道安装位置处的温度值T密度表,所以温度的补偿效果也就是完全由温度值T密度表所决定的,与压力值并没有关系。如果T气室不等于T密度表时,就会造成误差。所以在没有漏气的时候,如果T气室小于T密度表时,密度继电器指示值变就会小,当温差一定时,就会引起误动作(报警)。
500KV武平变电站工程GIS组合电器气室所用的密度继电器额定压力为0.62MPa,报警压力为0.58MPa,闭锁压力为0.55MPa,下图为SF6气体压力-温度的关系曲线,其中可以读取出密度为0.62MPa时不同温度时的压力值(即图中有填充的斜线)
表1密度为0.62MPa时的气体压力对应值
从表1可以看出:
当气室温度为30'C时,气室实际压力Prs=0.65MPa,此时气室应补偿的压力值为0.62-0.65=0.03MPa,这样才能使密度继电器的显示值不变,依然是0.62MPa。
假设T-20C,Tw-30C(阳光照射使气室及密度继电器的温度上升,但气室体积大,而密度继电器体积小,T密度表会高于Ta),则Pu=0.62MPa,Pez=0.65MPa,此时气室应补偿的压力值为0.62-0.62=0MPa,密度继电器实际补偿值为0.65-0.62=0.03MPa,则指针实际指示值在0.62-0.03=0.59MPa,即当T贵度>T时,密度继电器的温度补偿过度,会出现指针偏小的情况。当温差达到一定值时,指针会偏移到报警值,当两者温度趋于一致时,指针会恢复到实际压力值。
综上,密度继电器温度与气室温度之间的差异是造成指针波动较大的根本原因,温差越大,波动越大。
4.SF6密度继电器异常压力指示引起的危险及对策
当SF6气压指示异常时,操作人员难以判断是否存在漏气现象。这种情况对GIS组合电气设备的日常运行和维护产生了很大的影响。困难,实际工作经常泄漏,无法及时发现或没有漏气,但低压设备自动报警,就会造成非常繁重的工作量,并且对于公司的安全生产来说也造成了非常大的隐患。为了能够保证可以准确无误的检测SF6气体密度，并且,为了保护信号，保证装备能够正常的运行，就要针对这些问题采取一些必要的措施，需要对SF6密度继电器压力指示的准确性进行提高,必须要采取措施能够保证密度计温度和气室温度比较倾向于如果安装长遮阳板(如图3所示),为了能够防止阳光照射在表盘上并降低密度计的温度变化。
图2(加遮阳罩前)图3(加遮阳罩后)
五、结论
随着我国的用电量不断地增长我国的工业的发展也在不断的增长,电力负荷也变得越来越大,所以，我们对于供电可靠性等等很多要求也变得越来越高。为了正常的使用GIS气体密度继电器，在我们平时使用中，我们一定要做好检修这个工作，因为SF6气体密度继电器安装就在在现场本体旁，如果经常拆卸的话是非常容易导致接口损坏从而漏气，所以对密度继电器进行效验基本上都是在现场开展的。在教检时，一定要用SF6气体，温度保持非常好的平衡，并且还要提供国内和进口的各种开关的过渡接头以及仪器补气接头。在对设备进行日常巡视维护过程中的发现为课题,对原理并对数据计算进行分析,SF6气体继电器压力表受温度影响非常的大,所以,采取箱体内安装，或者加装遮阳罩,遮阳板等等方式尽量减少温度对装置带来的影响,解决了读数不准的问题,采取加大检修力度等措施,来有效地提高GIS组合电气设备的运行稳定性。
参考文献:
[1]气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程[M].北京:中国电力出版社,2006.
[2]电气装置安装工程电气设备交接试验标准[M].北京:中国计划经济出版社,1991
.[3]SF6密度继电器安装使用说明书[M].沈阳:新东北电气(沈阳)高压电气有限公司,1999.作者简介:黄彩燕(1979-),女,汉族,广西平果人,本科,助理工程师,主要从事电力行业变电运行值班工作。