SF-,6-气体状态智能监测系统研制

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1、摘要SF6高压断路器是电力系统中比较重要的设备，在高压和超高压领域占有很重要的地位，其运行的可靠性不仅关系到断路器本身，而且影响其它设备甚至整个电网的安全。长期以来高压断路器维修的基本做法是计划性维修，这种方式具有盲目性、强制性，容易产生新的隐患，且很可能对断路器的绝缘性造成损伤。鉴于这种情况，SF6高压断路器的气体状态监控受到普遍关注。随着单片机技术和通信技术的迅猛发展，使得监测技术领域面貌日新月异，相继出现了智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等，这些仪器都是利用单片机的软/硬件优势，扩展了测量功能、提高了技术性能。本文探讨了SF6高压断路器监测系统的发展现状以

2、及总线技术在系统中的作用和影响，从原理上分析了断路器的概况和模型，给出了断路器监测系统的整体架构。同时，分析了SF6气体的状态特性并介绍了确定其压力随温度变化的几种方法，详细讲解了采用Beattie-Bridgman经验公式对气体密度进行处理的设计过程。文中具体阐述了SF6高压断路器现场气体状态监控子机的整体设计，并介绍了以智能传感器芯片NPX-I与微处理器CygnalF330芯片为核心的监控子机的软硬件设计和调试过程，详细讨论了数据采集模块、显示控制电路、通信接口电路的原理及具体电路设计。同时，设计中通过RS-485总线把现场监控子机和中心计算机相连接，构

3、成监控网络，并且结合系统的具体应用，制定了监控系统的RS-485总线应用层协议，设计了中心机的监控软件。中心监控机对数据进行数据库存储，并且通过数值算法对数据进行分析，预测气体状态趋势，实现预警功能。关键词：SF6高压断路器;智能数字传感器;分布式监控系统;RS-485总线;数值分析算法IAbstractSF6highvoltagecircuitbreakerisoneofthemostimportantelectricdevicesinpowersystemandhasthedominatingpositioninhighvoltageandsuper-h

4、ighvoltagefield.Itsrunningsecuritynotonlyaffectsitself,butalsohasinfluenceonotherdevices,evenonthewholepowernet.Foralongtime,therearemanybadlydefectsinthetraditionalschemingmaintenancesuchasdeficientmaintenance,superfluousmaintenance,blindnessmaintenance,accidentsbecauseofimpropero

5、verhaulandsoon.Therefore,thehighperformancemonitoringofSF6highvoltagecircuitbreakerissubjectedtowidespreadconcern.WiththerapiddevelopmentofMCUtechnologyandcommunicationtechnology,manyadvancedequipmentwithartificialintelligenceandfield-busarepresentrecently.Morefunctionsandhighmeasu

6、reprecisionareavailablebecauseofthesemonitorswithnewmicro-electronicstechnology.Inthispaper,thedevelopmentofthemonitorofSF6highvoltagecircuitbreakerandthetechnologyoffield-businmonitorsystemareintroducedatfirst.Withtheanalysisofartsandcraftsofthemonitor,thewholedesignframeisbeencar

7、riedout.AndsomearithmeticofparameterconversionofSF6isalsodiscussedinthispaper.TheprojectoftheintelligentSF6highvoltagecircuitmonitoringandcontrolsystemisexpoundedindetail.Thehardwareandsoftwaredesignofthesub-monitormainlybasedondigitalsensorchipNPXandmixed-signalSystem-on-ChipMCUCy

8、gnalF330aremostimportantpa