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)是否能夠正常運行。因此，DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》規(guī)定要定期對SF6密度繼電器進行校驗。
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SF6氣體壓力作為標(biāo)度值。在現(xiàn)場校驗時，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現(xiàn)超壓值、報警值、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
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位高速單片機為核心的測控系統(tǒng)，自動化程度高、重復(fù)性好、可靠性高；繼電器觸點測試可采用繼電器觸點不帶電測試功能，觸點不帶電時由內(nèi)部提供DC24V電源，可保證觸電在有油膜的情況下信號可靠采集。
3.控制系統(tǒng)功能的設(shè)計
(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執(zhí)行器同時給本儀器的精密壓力傳感器和被檢密度計提供穩(wěn)定的氣壓，并根據(jù)相應(yīng)檢定規(guī)程的要求進行升壓降壓。
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，并通過測壓電橋轉(zhuǎn)變成微弱的電信號，然后通過放大電路及A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成32位高速單片機可以接收的數(shù)字信號。
⑤通過ARM單片機進行運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示值進行比較，計算出其誤差值。
⑦可通過本儀器內(nèi)部的藍(lán)牙與上位機計算機進行通信、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，完成被檢密度計的檢定或校準(zhǔn)。
4.軟件的設(shè)計
校準(zhǔn)軟件的設(shè)計直接決定了繼電器校準(zhǔn)系統(tǒng)的自動化程度，通過進口彩色大屏、人性化界面的簡便操作、自動采集溫度進行換算壓力值、40組數(shù)據(jù)自動存儲等關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計實施，可以極大提高校準(zhǔn)裝置的自動化校準(zhǔn)程度。同時，利用先進的無線傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，可實現(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，還可以由無線藍(lán)牙發(fā)射接收裝置實現(xiàn)多臺(套)在線校準(zhǔn)系統(tǒng)與筆記本電腦進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)在線實時校準(zhǔn)。
三、技術(shù)創(chuàng)新
1.采用高速單片機為核心的測控系統(tǒng)，自動化程度高、重復(fù)性好、可靠性高。
2.采用進口彩色大屏幕液晶，人性化界面操作方便簡單。
3.在自動采集溫度下對SF6密度繼電器進行校驗。
4.有數(shù)據(jù)存儲功能(可存儲40組數(shù)據(jù))并具有掉電數(shù)據(jù)保護功能，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，自動生成專用測試數(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)部具有時鐘功能，也可在線對時鐘進行修正。
8.采用高精度壓力傳感器和世界先進的壓力控制元件。
9.配有多種開關(guān)過濾接頭，操作使用方便。
四、在線校準(zhǔn)方法驗證試驗
依據(jù)DL/T596-1996，用密度繼電器校準(zhǔn)系統(tǒng)對SF6密度繼電器進行校準(zhǔn)，驗證本裝置性能的準(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。
進入密度繼電器校驗功能，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，界面會顯示出合格與不合格的結(jié)論。按上頁、下頁鍵可以查看報警1、報警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，按測量時間進行排列，可以在菜單界面的歷史數(shù)據(jù)中進行查詢。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。
通過多次測量及對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行對比分析，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法切實可行。
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，可實現(xiàn)一機多用，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的智能化自動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，從而實現(xiàn)多臺(套)在線校準(zhǔn)系統(tǒng)與計算機及服務(wù)器進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)在線校準(zhǔn)。
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