韓煦　蔣威　胡卡　張寧　衛(wèi)健　劉文彬

摘? 要：變電站斷路器、GIS設(shè)備解體大修是開(kāi)關(guān)技改大修的主要工作，其中抽真空是解體大修工作中保證罐體內(nèi)SF6氣體純度及含水量的重要環(huán)節(jié)。抽真空工作作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，流程控制復(fù)雜，在以往的工作中主要依靠人工進(jìn)行記錄及控制。在多臺(tái)真空泵同時(shí)工作時(shí)，操作量較大，容易發(fā)生記錄不到位、操作混亂、異常情況處理不及時(shí)的情況。研究如何對(duì)抽真空工作進(jìn)行自動(dòng)化記錄及控制具有重要意義。

關(guān)鍵詞：智能控制;GIS設(shè)備;抽真空

中圖分類號(hào)：TM591? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）29-0171-02

Abstract： The disintegration and overhaul of substation circuit breakers and GIS equipment is the main work of switch technical renovation and overhaul. Vacuum extraction is an important link to ensure the purity and water content of SF6 gas in tank during disintegration and overhaul. Vacuum pumping work takes a long time and its process control is complex. In the past work， manual recording and control are mainly used. When many vacuum pumps are working at the same time， the operation load is large， and it is easy to occur that the records are not in place， the operation is chaotic， and the abnormal situation is not handled in time. It is of great significance to study how to record and control the vacuum pumping automatically.

Keywords： intelligent control; GIS equipment; vacuum extraction

引言

隨著電力技術(shù)及電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，對(duì)電力設(shè)備的性能要求越來(lái)越高。體積小巧、操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且長(zhǎng)期使用可靠性高的氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GIS）需求量逐年增多。隨著使用年限的增加，GIS設(shè)備不可避免的會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了極大隱患，有必要對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行解體大修，而在大修過(guò)程中，抽真空是保證GIS氣室內(nèi)SF6氣體純度及含水量的重要環(huán)節(jié)。在以往的抽真空工作中主要依靠人工進(jìn)行記錄和手動(dòng)控制，當(dāng)多臺(tái)真空泵同時(shí)工作時(shí)，操作量較大，出錯(cuò)率較高，上述問(wèn)題一直困擾著操作人員。有必要研制一套抽真空自動(dòng)裝置，自動(dòng)完成整個(gè)抽真空作業(yè)流程，減少操作人員的工作量，提高效率和安全性。

1 抽真空介紹

抽真空的目的有2個(gè)：真空檢漏和抽出設(shè)備內(nèi)的空氣及潮氣。

1.1 GIS抽真空的方法及注意事項(xiàng)

用高壓軟管連接抽真空設(shè)備和GIS的某一氣室，然后啟動(dòng)真空泵，運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后打開(kāi)進(jìn)氣閥，開(kāi)始抽真空。停止抽真空時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉進(jìn)氣閥，再停止真空泵的工作。若先停真空泵，后關(guān)進(jìn)氣閥，可能導(dǎo)致真空泵中的油反流向被抽真空的氣室內(nèi)。抽真空時(shí)，嚴(yán)禁操作人員遠(yuǎn)離設(shè)備以防停電造成真空泵油倒流入被抽真空的設(shè)備內(nèi)。同時(shí)也要注意抽真空設(shè)備的選擇，盡量選用抽真空度高，速度快、帶有防止油倒流的設(shè)備和高精度數(shù)顯真空表，以防返工耗時(shí)。

1.2 真空檢漏

當(dāng)氣室內(nèi)真空度至50Pa時(shí)，停止抽真空。然后維持2h，進(jìn)行真空保持和真空度比較檢漏。如果氣室真空度不變，證明氣室密封良好。如果發(fā)現(xiàn)真空度下降，則要找到漏氣點(diǎn)，進(jìn)行處理。一般采用氣泡法檢漏，即給真空檢漏不合格的氣室充入高純氮?dú)庵?.3MPa，然后靜置2h，用肥皂水涂滿所有密封面及焊縫處，根據(jù)肥皂水在漏氣點(diǎn)產(chǎn)生的氣泡而發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)。對(duì)發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)的氣室進(jìn)行妥善處理后，要再次進(jìn)行抽真空和真空檢漏的步驟，直到檢漏合格。

2 硬件實(shí)現(xiàn)原理

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，采用高性能ARM處理器為控制核心，液晶顯示觸控屏為人機(jī)交互顯示界面，通過(guò)觸控屏實(shí)時(shí)顯示真空度，同時(shí)可以設(shè)置自動(dòng)控制的各項(xiàng)參數(shù)。各部分功能如下：

（1）信號(hào)采集電路：通過(guò)真空度傳感器對(duì)真空度進(jìn)行采集，對(duì)采集到的模擬信號(hào)進(jìn)行處理，然后上傳給CPU主控單元。

（2）CPU處理單元：采用先進(jìn)的ARM處理器平臺(tái)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換處理，送觸摸屏顯示，同時(shí)根據(jù)計(jì)算的真空度按照抽真空的工藝流程控制繼電器的開(kāi)合，從而控制GIS抽真空設(shè)備電磁閥的開(kāi)合，完成抽真空流程。

（3）液晶觸控屏：通過(guò)液晶觸控屏設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，包括真空度閾值，靜置時(shí)間等參數(shù)。

（4）繼電器開(kāi)出單元：通過(guò)繼電器的開(kāi)出觸點(diǎn)控制電磁閥的開(kāi)閉。

（5）485通訊接口：將采集到的數(shù)據(jù)或系統(tǒng)狀態(tài)通過(guò)485總線傳至后臺(tái)。

（6）電源部分：采用三相四線供電，給整個(gè)系統(tǒng)提供供電電源。

（7）三相缺相檢測(cè)：三相斷相檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)是否有斷相，并將斷相信號(hào)傳給CPU告警。

該裝置跟GIS抽真空設(shè)備連接，真空傳感器連接至裝置的信號(hào)采集電路，裝置的繼電器開(kāi)出節(jié)點(diǎn)連接至GIS設(shè)備的電磁閥，控制電磁閥的開(kāi)合。通過(guò)液晶觸控屏設(shè)置好試驗(yàn)參數(shù)，就可自動(dòng)完成抽真空的整個(gè)作業(yè)流程，并記錄下相關(guān)數(shù)據(jù)和曲線，同時(shí)也可以通過(guò)485總線傳給后臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)。

3 軟件控制流程

3.1 GIS設(shè)備氣室真空處理的工藝標(biāo)準(zhǔn)

《氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)規(guī)程》對(duì)GIS設(shè)備抽真空作業(yè)有具體規(guī)定： 當(dāng)試品抽真空到真空度達(dá)到113Pa時(shí)開(kāi)始計(jì)算時(shí)間，維持真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)至少在30min以上;停泵并與泵隔離，靜觀30mim后讀取真空度a;再靜觀5h以上，讀取真空度b，當(dāng)b-a≤67Pa（極限允許值113Pa）時(shí)，則認(rèn)為抽真空合格，試品密封良好。

3.2 軟件控制流程圖

軟件控制流程按照GIS設(shè)備氣室真空處理的工藝標(biāo)準(zhǔn)來(lái)編寫，ARM處理器實(shí)時(shí)采集GIS設(shè)備氣室的真空度，根據(jù)真空度來(lái)做出相應(yīng)的邏輯判斷，控制抽真空設(shè)備內(nèi)電磁閥的開(kāi)合，從而控制整個(gè)抽真空流程，判定抽真空是否合格，試品氣密性是否良好。軟件設(shè)計(jì)主要包含以下內(nèi)容：

（1）顯示界面：實(shí)時(shí)顯示采集的真空度。

（2）設(shè)置界面：設(shè)置真空度閾值，靜置時(shí)間，數(shù)據(jù)保存時(shí)間等參數(shù)。

（3）控制和告警功能：根據(jù)采集到的真空度控制抽真空設(shè)備電磁閥的開(kāi)合，根據(jù)工藝流程利用定時(shí)器做相應(yīng)的延時(shí)，再根據(jù)真空度判定抽真空是否合格，當(dāng)試品不合格時(shí)聲光報(bào)警。

（4）數(shù)據(jù)記錄曲線繪制功能：按照系統(tǒng)配置的參數(shù)定時(shí)記錄采集到的真空度，并繪制成曲線，方便分析。

（5）通信功能：本裝置配備有RS485通信接口，可以將采集到的數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)抽真空運(yùn)行的狀態(tài)傳給后臺(tái)服務(wù)器，可以遠(yuǎn)程查看。

4 試驗(yàn)結(jié)果

如表1，使用該裝置在110kV變電站GIS解體大修中，配合抽真空設(shè)備抽真空工作正常。

5 結(jié)束語(yǔ)

抽真空是變電站斷路器、GIS設(shè)備解體大修中的重要環(huán)節(jié)，本裝置配合GIS抽真空設(shè)備在GIS設(shè)備解體大修抽真空作業(yè)中，應(yīng)用良好。降低了人員工作量和抽真空過(guò)程中的出錯(cuò)率，提高了工作效率和安全性。

參考文獻(xiàn)：

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