摘 要: 氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設備( GIS) 在變電站內常年的封閉結構，幾乎不受大氣壓條件影響、安全性能好、結構性能穩定而被廣泛地應用于變電站中。由于 GIS 內部六氟化硫( SF6) 氣體壓力高，現場(chǎng)經(jīng)驗中，經(jīng)常出現過(guò)漏氣事故，嚴重者會(huì )對設備本身及周?chē)O備造成難以估量的損失，從而影響整個(gè)系統的運行，因此，在 GIS 運行時(shí)，如何高效地對其內部 SF6 氣壓進(jìn)行監測和安全的維護，對保障電力系統的安全運行十分重要，是電力運維部門(mén)需密切關(guān)注的問(wèn)題。
目前由于高壓氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設備( GIS) 具有可靠性高、占地面積小、不受外界環(huán)境條件影響等優(yōu)點(diǎn)，在電網(wǎng)建設中受到廣泛的應用。GIS 與的普通的設備不一樣，它主要是采用 SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，對應金屬筒內所有的設備都被 SF6氣體包裹，但是，隨著(zhù)設備長(cháng)時(shí)間運行，內部 SF6氣體會(huì )出現一定程度的泄漏，嚴重時(shí)會(huì )影響設備運行，造成財產(chǎn)及生命損失。因此，需要對 GIS 設備內部 SF6氣體壓力進(jìn)行監測。
目前 GIS 在密封缸體上安裝有普通氣壓表，通過(guò)氣壓表指針指示 GIS 內部氣壓。每一次對設備進(jìn)行巡檢，操作人員必須去設備現場(chǎng)進(jìn)行抄表，有時(shí)候時(shí)候需要操作，工作量大，并且具有一定危險性。
1 某變電站運行現狀
以某 500kV 變電站為討論依據，該站建立 2008 年，變電站為室外 GIS 設備，自投運以來(lái)，運維人員經(jīng)巡視、檢修后發(fā)現站內 GIS 設備部分氣室經(jīng)常出現漏氣缺陷，發(fā)現現場(chǎng)一般都存在有局部的漏氣情況，一但設備出現漏氣的故障時(shí)，會(huì )導致設備的絕緣上存在薄弱，嚴重的設備故障和系統安全。所以目前所有的變電站內都需要定時(shí)監測 GIS 的氣體壓力以保證設備的正常運行。
目前 GIS 在密封缸體上安裝有氣壓表和沖壓管接頭。運維人員必須定時(shí)采用人工現場(chǎng)察看的方式進(jìn)行HART375手操器，當發(fā)現氣壓不足時(shí)，手功通過(guò)沖壓管接頭對 GIS 密封罐加壓。這樣人工查詢(xún)和加壓方式操作繁瑣，需要工作人員在高壓現場(chǎng)操作，危險性大，可靠性低。
2 在線(xiàn)監測研究?jì)热?span style="display:none">pIm壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
本文通過(guò)對 GIS 設備HART375手操器相關(guān)技術(shù)的研究，以某變電站 500kVHGIS 設備為對象，討論對 GIS 設備實(shí)施HART375手操器的有效手段和方法，實(shí)現對 GIS 設備的氣壓狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監測，以便及時(shí)發(fā)現各設備所出現的氣壓告警異常，相關(guān)信號傳送裝置就會(huì )要運行人員發(fā)現通知信息，讓運行人員好及時(shí)的排除危險隱患，合理安排設備的例行檢修，以迅速的好安排人員進(jìn)行檢修處理，直接的降低維護成本。具體的研究?jì)热莅? 1) 對 GIS 設備HART375手操器系統的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹，包括壓力測量技術(shù)、無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)技術(shù)、GPＲS 技術(shù)，GIS 設備狀態(tài)監測的基本原則、GIS 設備無(wú)線(xiàn)HART375手操器技術(shù)原理和方法。2) GIS 智能無(wú)線(xiàn)HART375手操器系統安裝于變電站內，主要實(shí)現現場(chǎng) GIS 設備內 SF6氣體壓力的遠程監控，主要功能有:
(1) 實(shí)時(shí)監測 GIS 氣壓: 安裝在 GIS 設備上的無(wú)線(xiàn)壓力變送器定時(shí)準確采集 GIS 氣壓數據，氣壓采樣頻率根據客戶(hù)要求定制，報警頻聅hou允視Φ髡?
(2) 智能無(wú)線(xiàn)數據傳輸: 通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )和 GPＲS 技術(shù)，將無(wú)線(xiàn)壓力變送器采集到的壓力數據傳輸至遠程監控中心服務(wù)器上;
(3) 遠程監控數據: 在遠程服務(wù)器計算機上對壓力數據進(jìn)行圖形和數據顯示;
(4) HART375手操器報警: 通過(guò)遠程服務(wù)器計算機和手機短信兩種方式進(jìn)行監測報警，根據數據信息自適應調整采用頻率;
(5) 數據庫功能: 將監測數據保存至數據庫中，可進(jìn)行查詢(xún)、打印報表等操作，便于工作人員進(jìn)行歷史查詢(xún)。
3 系統組成
GIS 智能無(wú)線(xiàn)HART375手操器系統，一般都在設備內部安裝了壓力傳感器，通過(guò)探頭可以實(shí)時(shí)的監測 GIS 柜內壓力，當發(fā)現有漏氣或者相關(guān)威脅時(shí)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸，在遠程計算機或者是現場(chǎng)后位機上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，全面實(shí)現了智能變電站系統的無(wú)人值守成效，并且在大物云移智的技術(shù)潮流下實(shí)現數據共享，讓智能化、安全化、信息化水平武裝 GIS 變電站。無(wú)線(xiàn)壓力變送器充分考慮的高壓變電站安裝環(huán)境，采用低功耗設計，通過(guò)鋰電池供電即可，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式進(jìn)行數據傳輸，wuxu外部連接電纜，安裝方便，安裝維護成本低，也易于對已建好的變電站進(jìn)行技術(shù)改造采無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)路進(jìn)行數據傳輸，該網(wǎng)絡(luò )具有大容量、多路徑、自修復、時(shí)延短等特性。
遠程監控服務(wù)器接收無(wú)線(xiàn)接收模塊通過(guò) GPＲS 將本區域內各無(wú)線(xiàn)壓力變送器采集到的 GIS 設備內 SF6 氣體壓力信息， GIS 設備 SF6 HART375手操器系統數據管理軟件在遠程監控服務(wù)器上運行，將 SF6 壓力信息進(jìn)行處理和數據庫管理，對 SF6 壓力超過(guò)額定值的 GIS 設備，服務(wù)器計算機通過(guò)短信 DTU 向運維人員指定手機發(fā)送短信報警。
4 結論
變電站管理的網(wǎng)絡(luò )化、數字化和自動(dòng)化是電力發(fā)展要求的必然趨勢，變電站的無(wú)人值守、智能管理和安全管理是電網(wǎng)現代化的必由之路。如何實(shí)現數字化的壓力測量和智能無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)技術(shù)相結合，實(shí)現變電站 GIS 設備HART375手操器的網(wǎng)絡(luò )化和智能化，全方面提高變電站內 GIS 設備安全高效穩定運行是以后 GIS 變電站發(fā)展的主要方向。
