SF6開關(guān)是電力系統(tǒng)中已被廣泛應(yīng)用的電器，其可靠運(yùn)行成為電力系統(tǒng)穩(wěn)定供電的重要保障之一。SF6密度繼電器是安裝在SF6開關(guān)上用來監(jiān)測SF6氣體密度變化的唯一手段，其好壞直接關(guān)系著該種開關(guān)是否能夠正常運(yùn)行。因此，DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定要定期對SF6密度繼電器進(jìn)行校驗(yàn)。
一、密度繼電器校準(zhǔn)原理
在封閉容器中，一定溫度下的SF6氣體壓力可代表SF6氣體的密度。為了能夠統(tǒng)一，習(xí)慣上常把20℃時(shí)SF6氣體壓力作為標(biāo)度值。在現(xiàn)場校驗(yàn)時(shí)，在不同的環(huán)境溫度下，測量的壓力值都要換算成其對應(yīng)20℃時(shí)的壓力值，從而判斷SF6密度繼電器的性能。通過鋼瓶對密度繼電器充氣放氣實(shí)現(xiàn)超壓值、報(bào)警值、閉鎖值的校準(zhǔn)。
二、密度繼電器在線校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1.校準(zhǔn)系統(tǒng)示意圖(見圖1)
2.壓力值精準(zhǔn)度的控制
密度繼電器壓力值校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度取決于壓力控制單元的精準(zhǔn)度。壓力控制單元的準(zhǔn)確控制通過高精度壓力傳感器和世界先進(jìn)的壓力控制元件等測控系統(tǒng)可解決繼電器校準(zhǔn)可靠性低、重復(fù)性差的問題。
可采用32位高速單片機(jī)為核心的測控系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高、重復(fù)性好、可靠性高；繼電器觸點(diǎn)測試可采用繼電器觸點(diǎn)不帶電測試功能，觸點(diǎn)不帶電時(shí)由內(nèi)部提供DC24V電源，可保證觸電在有油膜的情況下信號(hào)可靠采集。
3.控制系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)
(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖(見圖2)
(2) 校準(zhǔn)系統(tǒng)工作原理
①由穩(wěn)壓電源給儀器提供穩(wěn)定的電源。
②由高壓儲(chǔ)氣瓶及減壓穩(wěn)壓器提供穩(wěn)定的氣源。
③由穩(wěn)壓氣源通過精密氣動(dòng)執(zhí)行器同時(shí)給本儀器的精密壓力傳感器和被檢密度計(jì)提供穩(wěn)定的氣壓，并根據(jù)相應(yīng)檢定規(guī)程的要求進(jìn)行升壓降壓。
④精密壓力傳感器中的電阻應(yīng)變片接收非電量壓力信號(hào)，并通過測壓電橋轉(zhuǎn)變成微弱的電信號(hào)，然后通過放大電路及A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成32位高速單片機(jī)可以接收的數(shù)字信號(hào)。
⑤通過ARM單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算并在顯示器顯示壓力值。
⑥通過本儀器的壓力示值與被檢密度計(jì)示值進(jìn)行比較，計(jì)算出其誤差值。
⑦可通過本儀器內(nèi)部的藍(lán)牙與上位機(jī)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)傳輸，按照檢定規(guī)程的要求生成原始記錄及檢定證書，完成被檢密度計(jì)的檢定或校準(zhǔn)。
4.軟件的設(shè)計(jì)
校準(zhǔn)軟件的設(shè)計(jì)直接決定了繼電器校準(zhǔn)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，通過進(jìn)口彩色大屏、人性化界面的簡便操作、自動(dòng)采集溫度進(jìn)行換算壓力值、40組數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)等關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)施，可以極大提高校準(zhǔn)裝置的自動(dòng)化校準(zhǔn)程度。同時(shí)，利用先進(jìn)的無線傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)密度繼電器的在線準(zhǔn)確校準(zhǔn)。
5.遠(yuǎn)程傳輸
校準(zhǔn)裝置不但可通過USB接口將測試數(shù)據(jù)上傳PC機(jī)，還可以由無線藍(lán)牙發(fā)射接收裝置實(shí)現(xiàn)多臺(tái)(套)在線校準(zhǔn)系統(tǒng)與筆記本電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。
三、技術(shù)創(chuàng)新
1.采用高速單片機(jī)為核心的測控系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高、重復(fù)性好、可靠性高。
2.采用進(jìn)口彩色大屏幕液晶，人性化界面操作方便簡單。
3.在自動(dòng)采集溫度下對SF6密度繼電器進(jìn)行校驗(yàn)。
4.有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能(可存儲(chǔ)40組數(shù)據(jù))并具有掉電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，方便以后對測量數(shù)據(jù)的查詢。
5.可通過USB接口將測試數(shù)據(jù)上傳PC機(jī)，自動(dòng)生成專用測試數(shù)據(jù)表格。
6.儀器管路全部采用快速接頭，連接方便。
7.內(nèi)部具有時(shí)鐘功能，也可在線對時(shí)鐘進(jìn)行修正。
8.采用高精度壓力傳感器和世界先進(jìn)的壓力控制元件。
9.配有多種開關(guān)過濾接頭，操作使用方便。
四、在線校準(zhǔn)方法驗(yàn)證試驗(yàn)
依據(jù)DL/T596-1996，用密度繼電器校準(zhǔn)系統(tǒng)對SF6密度繼電器進(jìn)行校準(zhǔn)，驗(yàn)證本裝置性能的準(zhǔn)確可靠性。
將被校SF6密度繼電器和儀器的測試接口連接，檢查確認(rèn)各部連接正確。
進(jìn)入密度繼電器校驗(yàn)功能，設(shè)置密度繼電器精度、壓力類型、環(huán)境溫度、采集次數(shù)、繼電器編號(hào)等基本參數(shù)信息，按確定鍵開始測量，待檢測完成后，界面會(huì)顯示出合格與不合格的結(jié)論。按上頁、下頁鍵可以查看報(bào)警1、報(bào)警2、閉鎖1、閉鎖2、超壓的檢測數(shù)據(jù)。按保存鍵將把測量結(jié)果保存在儀器中，按測量時(shí)間進(jìn)行排列，可以在菜單界面的歷史數(shù)據(jù)中進(jìn)行查詢。按打印鍵將測得的數(shù)據(jù)打印出來。由此完成密度繼電器的在線校驗(yàn)。
通過多次測量及對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)密度繼電器在線校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠滿足DL/T596-1996的要求，而且操作便捷、準(zhǔn)確度高，因此采用此種在線校驗(yàn)法切實(shí)可行。
五、結(jié)束語
綜上所述，本文通過對基于互聯(lián)網(wǎng)的密度繼電器在線校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的智能化自動(dòng)密度繼電器在線校準(zhǔn)裝置，不僅滿足遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)的需要，還可以現(xiàn)場準(zhǔn)確校準(zhǔn)小量程壓力表和密度表，從而實(shí)現(xiàn)多臺(tái)(套)在線校準(zhǔn)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)及服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)在線校準(zhǔn)。
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