发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种六氟化硫气体全生命状态在线监测***及方法,旨在解决现有技术中对六氟化硫气体全生命状态的在线监测数据不准确以及无法实现有序管理的问题。
为实现上述目的,本发明实施例的第一方面提供了一种六氟化硫气体全生命状态在线监测***,包括:至少一个六氟化硫气体检测单元、至少一个称重单元、至少一个气体计量单元、下位机单元和上位机单元;
每个六氟化硫气体检测单元设置在对应的六氟化硫气体储存设备内,用于检测对应的六氟化硫气体储存设备内储存的六氟化硫气体的气体状态数据;
每个称重单元,用于对对应的所述六氟化硫气体储存设备进行称重,得到所述六氟化硫气体的重量;
每个气体计量单元分别与对应的六氟化硫气体储存设备连接,用于对六氟化硫气体进行流量计量,得到六氟化硫气体的流量质量;
所述下位机单元分别连接所述至少一个六氟化硫气体检测单元、所述称重单元、所述至少一个气体计量单元和所述上位机单元,用于将接收到的所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量,发送给所述上位机单元;
所述上位机单元用于对所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量形成对应台账进行管理。
作为本申请另一实施例,还包括:加热单元;
所述加热单元设置在所述六氟化硫气体储存设备外,且与所述六氟化硫气体储存设备内的所述六氟化硫气体的位置对应,所述加热单元与所述下位机单元连接,用于根据上述下位机单元的指令对所述六氟化硫气体加热。
作为本申请另一实施例,还包括:降温单元;
所述降温单元设置在所述六氟化硫气体储存设备外,且与所述六氟化硫气体储存设备内的所述六氟化硫气体的位置对应,所述降温单元与所述下位机单元连接,用于根据上述下位机单元的指令对所述六氟化硫气体降温。
作为本申请另一实施例,所述每个六氟化硫气体检测单元,包括:温度传感器、湿度传感器以及第一压力传感器。
作为本申请另一实施例,所述每个气体计量单元,包括:六氟化硫气体流通管、六氟化硫气体取样阀、质量流量计和自封接头;
所述六氟化硫气体流通管的一端连接在所述六氟化硫气体储存设备的封口位置,另一端连接所述自封接头;
所述六氟化硫气体取样阀设置在所述在六氟化硫气体流通管上所述六氟化硫气体储存设备的封口位置与所述自封接头之间;
所述质量流量计设置在所述在六氟化硫气体流通管上所述六氟化硫气体取样阀与所述自封接头之间。
作为本申请另一实施例,所述每个气体计量单元,还包括:调压针阀和第二压力传感器;
所述调压针阀设置在所述六氟化硫气体取样阀与所述质量流量计之间,用于调节流通所述六氟化硫气体流通管的六氟化硫气体的压力;
所述第二压力传感器设置在所述调压针阀和所述质量流量计之间,用于测量经所述调压针阀调节压力后的六氟化硫气体的压力。
作为本申请另一实施例,所述下位机单元包括AVR单片机和串口;
所述AVR单片机,用于将接收到的所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量转化为数字信息,通过所述串口发送给所述上位机单元。
作为本申请另一实施例,所述下位机单元和所述上位机单元通过屏蔽线连接。
本发明实施例的第二方面提供了一种六氟化硫气体全生命状态在线监测方法,采用上述任一实施例所述的六氟化硫气体全生命状态在线监测***,所述六氟化硫气体全生命状态在线监测方法包括:
接收下位机单元发送的六氟化硫气体数据,所述六氟化硫气体数据包括:气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量;
将接收到的所述六氟化硫气体数据、对应的六氟化硫气体储存设备的编号以及接收时间进行对应存储,并根据得到的同一编号下不同时刻对应的六氟化硫气体的重量变化,确定六氟化硫气体的使用量或者回收量,并形成六氟化硫气体数据台账;
根据六氟化硫气体数据台账对六氟化硫气体进行管理。
作为本申请另一实施例,所述根据六氟化硫气体数据台账对六氟化硫气体进行管理,包括:
当所述六氟化硫气体的使用量与实际六氟化硫气体的使用量的差值大于预设阈值时,或者当所述六氟化硫气体的回收量与实际六氟化硫气体的回收量的差值大于预设阈值时,进行报警。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:与现有技术相比,本发明通过至少一个六氟化硫气体检测单元、至少一个称重单元以及至少一个气体计量单元对对应的六氟化硫气体储存设备内的六氟化硫气体进行测量,再通过下位机单元将测量的数据转换为数字信息发送给上位机单元进行分析,得到多个台账信息进行关联管理,从而可以实现得到准确的六氟化硫气体全生命状态的在线监测数据,以及实现对六氟化硫气体数据的有序管理。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的一种六氟化硫气体全生命状态在线监测***示意图,详述如下。所述六氟化硫气体全生命状态在线监测***,可以包括:至少一个六氟化硫气体检测单元1、至少一个称重单元2、至少一个气体计量单元3、下位机单元4和上位机单元5;
每个六氟化硫气体检测单元1设置在对应的六氟化硫气体储存设备6内,用于检测对应的六氟化硫气体储存设备6内储存的六氟化硫气体的气体状态数据;
每个称重单元2,用于对对应的所述六氟化硫气体储存设备6进行称重,得到所述六氟化硫气体的重量;
每个气体计量单元3分别与对应的六氟化硫气体储存设备6连接,用于对六氟化硫气体进行流量计量,得到六氟化硫气体的流量质量;
所述下位机单元4分别连接所述至少一个六氟化硫气体检测单元1、所述称重单元2、所述至少一个气体计量单元3和所述上位机单元5,用于将接收到的所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量,发送给所述上位机单元5;
所述上位机单元5用于对所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量形成对应台账进行管理。
可选的,下位机单元可以接收至少一个六氟化硫气体储存设备6对应的六氟化硫气体数据。上位机单元根据接收到的六氟化硫气体数据,形成六氟化硫气体储存设备内当前六氟化硫气体重量台账、当前六氟化硫气体温度台账、当前六氟化硫气体湿度台账、当前六氟化硫气体压力台账、第N次使用六氟化硫气体的使用量台账、第M次回收六氟化硫气体的回收量台账等,并对上述各台账进行关联管理。其中,N和M均为正整数。
可选的,如图2所示,六氟化硫气体全生命状态在线监测***,还可以包括加热单元7;
所述加热单元7设置在所述六氟化硫气体储存设备6外,且与所述六氟化硫气体储存设备7内的所述六氟化硫气体的位置对应,所述加热单元7与所述下位机4单元连接,用于根据上述下位机单元4的指令对所述六氟化硫气体加热。
如图2所示,六氟化硫气体全生命状态在线监测***,还可以包括:降温单元8;
所述降温单元8设置在所述六氟化硫气体储存设备6外,且与所述六氟化硫气体储存设备6内的所述六氟化硫气体的位置对应,所述降温单元8与所述下位机单元4连接,用于根据上述下位机单元4的指令对所述六氟化硫气体降温。
需要说明的是,临界温度是六氟化硫气体出现液化的最高温度,临界压力表示在这个温度下出现液化所需的气体压力。因此六氟化硫气体只有在温度高于一定温度以上时才能保持气态,在通常使用条件下,它有液化的可能性,因此六氟化硫气体不能在低温度和过低压力下使用。由于六氟化硫气体温度在一个大气压下,液化温度为-62℃,在1.2MPa压力下,液化温度为0℃,一般充入断路器的六氟化硫气体压力为0.35~0.65MPa,其液化温度为-40℃。因此,本实施例中需要增加加热单元7,当六氟化硫气体的温度低于临界温度时,对所述六氟化硫气体加热。
同理,六氟化硫气体储存设备可以为GIS设备,其由于长期的运行可能会引起内部电触头的接触不良,使触头接触电阻变大,在负载电流流过时会产生发热现象,导致六氟化硫气体温度升高。同时,外界环境温度的变化也会对六氟化硫气体温度造成一定程度上的影响。六氟化硫气体温度升高会使六氟化硫气体的整体绝缘性能下降,严重时甚至击穿,进而引发短路,形成重大事故,造成重大经济损失。此外,六氟化硫气体温度的变化还影响到GIS设备中的水分含量。因此本实施例中增加降温单8,当六氟化硫气体温度过高时,对所述六氟化硫气体降温。
在本实施例中不限定加热单元7和降温单元8的具体结构。
可选的,如图2所示,所述每个六氟化硫气体检测单元1,可以包括:温度传感器11、湿度传感器12以及第一压力传感器13。
温度传感器11、湿度传感器12以及第一压力传感器13分别与所示下位机单元4连接,用于将测量的六氟化硫气体储存设备6内六氟化硫气体的温度数据、湿度数据、压力数据发送给下位机单元4。
可选的,温度传感器11、湿度传感器12以及第一压力传感器13采集的信号为电压信号,输出给下位机单元4。
需要说明的是,温度传感器11、湿度传感器12以及第一压力传感器13发送采集的电压信号给下位机单元4时,还将对应的六氟化硫气体储存设备6的编号进行发送,以便对不同六氟化硫气体储存设备内的六氟化硫气体数据分别进行存储,便于上位机单元5对不同六氟化硫气体储存设备内的六氟化硫气体进行管理。
可选的,如图2所示,所述每个气体计量单元3,包括:六氟化硫气体流通管31、六氟化硫气体取样阀32、质量流量计33和自封接头34;
所述六氟化硫气体流通管31的一端连接在所述六氟化硫气体储存设备6的封口位置,另一端连接所述自封接头34;
所述六氟化硫气体取样阀32设置在所述在六氟化硫气体流通管31上所述六氟化硫气体储存设备6的封口位置与所述自封接头34之间;
所述质量流量计33设置在所述在六氟化硫气体流通管31上所述六氟化硫气体取样阀32与所述自封接头34之间。
可选的,所述六氟化硫气体流通管31可以用于六氟化硫气体使用时以及回收时的通道。
可选的,如图2所示,所述每个气体计量单元3,还可以包括:调压针阀35和第二压力传感器36;
所述调压针阀35设置在所述六氟化硫气体取样阀32与所述质量流量计33之间,用于调节流通所述六氟化硫气体流通管31的六氟化硫气体的压力;
所述第二压力传感器36设置在所述调压针阀35和所述质量流量计33之间,用于测量经所述调压针阀调节压力后的六氟化硫气体的压力。
第一压力传感器13可以用于测量六氟化硫气体储存设备6内的六氟化硫气体的压力,第二压力传感器36测量的是六氟化硫气体流通管31内的六氟化硫气体的压力,两者形成的压差可以采用调压针阀35进行调节,以通过质量流量计33计算六氟化硫气体的使用量或者回收量。
可选的,如图2所示,所述下位机单元4包括AVR单片机41和串口42;
所述AVR单片机41,用于将接收到的所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量转化为数字信息,通过所述串口42发送给所述上位机单元5。
由于接收的所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量为对应的电压信号,因此需要将电压信号转换为数字信息被上位机单元进行分析。
可选的,AVR单片机可以选用Atmel公司的Atmega16高性能、低功耗8位AVR单片机作为主控制芯片。
AVR单片机完成数据转换后,根据上下位机之间的通信协议,通过串口可以将六氟化硫气体状态信号的ASCII码经RS485线传输至上位机单元。
可选的,下位机单元中还可以包括显示模块和通信模块,显示模块用于显示转换后的数字信息,其可以选用OCM12864液晶显示。OCM12864液晶显示模块是128×64点阵型液晶显示模块,可显示各种字符及图形,可与CPU直接接口,具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线。通信模块选取标准的RS-485接口作为下位机与上位机的通信接口,通过串口将经AVR单片机转换后的传感器信息传输至上位机单元。通信采用半双工方式,每30秒传输一次信息。
可选的,上位机单元5包括工控计算机,用于对接收到的所述气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量的数字信息进行分析处理,从而精确计算每次六氟化硫气体的使用量和回收量,并准确记录每个六氟化硫气体储存设备内的六氟化硫气体的温度数据、湿度数据、压力数据、重量数据以及对应时间,从而形成六氟化硫气体储存设备内当前六氟化硫气体重量台账、当前六氟化硫气体温度台账、当前六氟化硫气体湿度台账、当前六氟化硫气体压力台账、第N次使用六氟化硫气体的使用量台账、第M次回收六氟化硫气体的回收量台账等,并对上述各台账进行关联管理。
可选的,所述下位机单元4和所述上位机单元5通过屏蔽线连接。
屏蔽线是为减少外电磁场对电源或通信线路的影响而专门采用的一种带金属编织物外壳的导线,其也可以防止线路向外辐射电磁能,保证数据传输的安全性。
上述六氟化硫气体全生命状态在线监测***,通过至少一个六氟化硫气体检测单元、至少一个称重单元以及至少一个气体计量单元对对应的六氟化硫气体储存设备内的六氟化硫气体进行测量,再通过下位机单元将测量的数据转换为数字信息发送给上位机单元进行分析,得到多个台账信息进行关联管理,从而可以实现得到准确的六氟化硫气体全生命状态的在线监测数据,以及实现对六氟化硫气体数据的有序管理。
如图3所示,本发明实施例还提供一种六氟化硫气体全生命状态在线监测方法,采用上述任一实施例所述的六氟化硫气体全生命状态在线监测***,所述六氟化硫气体全生命状态在线监测方法可以包括以下步骤:
步骤301,接收下位机单元发送的六氟化硫气体数据,所述六氟化硫气体数据包括:气体状态数据、所述六氟化硫气体的重量以及所述六氟化硫气体的流量质量。
步骤302,将接收到的所述六氟化硫气体数据、对应的六氟化硫气体储存设备的编号以及接收时间进行对应存储,并根据得到的同一编号下不同时刻对应的六氟化硫气体的重量变化,确定六氟化硫气体的使用量或者回收量,并形成六氟化硫气体数据台账。
本步骤中,工控计算机中可以将所有数据以表的形式进行存储,每种数据采用一个表单独记录,形成对应的台账,例如六氟化硫气体温度数据表,即六氟化硫气体温度台账,其中保存多个记录,每个记录中依次存储六氟化硫气体储存设备的编号、六氟化硫气体温度数据以及测量温度数据的时间。
当六氟化硫气体温度数据大于第一预设温度数据时,则通过下位机单元向降温单元发送启动指令,由降温单元为六氟化硫气体降温。同理,当六氟化硫气体温度数据小于第二预设温度数据时,则通过下位机单元向加热单元发送启动指令,由加热单元为六氟化硫气体加热。
可选的,工控计算机内设置的台账可以包括六氟化硫气体储存设备内当前六氟化硫气体重量台账、当前六氟化硫气体温度台账、当前六氟化硫气体湿度台账、当前六氟化硫气体压力台账、第N次使用六氟化硫气体的使用量台账、第M次回收六氟化硫气体的回收量台账等,其中,N和M均为正整数。
例如,当需要对六氟化硫气体进行使用时,选择待使用六氟化硫气体对应的储存设备,查询其当前六氟化硫气体重量台账,看是否符合使用要求,即检测当前六氟化硫气体重量台账中最后一次记录的数据是否大于等于当前待使用量,当满足时,控制六氟化硫气体取样阀打开。使用完毕后,通过质量流量计计算使用量,然后对应称重单元对六氟化硫气体储存设备进行称重,并记录。
例如,当需要对六氟化硫气体进行回收时,选择待使用六氟化硫气体对应的储存设备,查询其当前六氟化硫气体重量台账,看是否符合使用要求,即检测当前六氟化硫气体重量台账中最后一次记录的数据与预设满气对应重量的差值是否大于等于当前待回收量,当满足时,控制六氟化硫气体取样阀打开,进行六氟化硫气体回收。回收完毕后,通过质量流量计计算使用量,然后对应称重单元对六氟化硫气体储存设备进行称重,并记录。
步骤303,根据六氟化硫气体数据台账对六氟化硫气体进行管理。
可选的,本步骤中当所述六氟化硫气体的使用量与实际六氟化硫气体的使用量的差值大于预设阈值时,或者当所述六氟化硫气体的回收量与实际六氟化硫气体的回收量的差值大于预设阈值时,则说明六氟化硫气体发生泄漏,发出警报,以便维修人员及早进行维护。
同时可以随时根据六氟化硫气体数据台账进行六氟化硫气体数据的查询与统计分析。
上述六氟化硫气体全生命状态在线监测方法,通过接收下位机单元发送的六氟化硫气体数据,将接收到的所述六氟化硫气体数据、对应的六氟化硫气体储存设备的编号以及接收时间进行对应存储,并根据得到的同一编号下不同时刻对应的六氟化硫气体的重量变化,确定六氟化硫气体的使用量或者回收量,并形成六氟化硫气体数据台账;根据六氟化硫气体数据台账对六氟化硫气体进行管理,从而可以实现对六氟化硫气体全生命状态的准确在线监测以及实现对六氟化硫气体有序的管理。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。