【正文】 的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外對(duì) SF6氣體檢測(cè)研究工作要早一點(diǎn)，使用儀器儀表的自動(dòng)化，智能化技術(shù)都要領(lǐng)先國(guó)內(nèi)不少，其主要采用紅外光譜和激光成像等技術(shù)來(lái)檢測(cè) SF6 氣體的密度、濕度等等。 SF6 氣體被列為溫室效應(yīng)氣體，這也引起了國(guó)際電工委員會(huì)的極大關(guān)注，國(guó)際電工委員會(huì)在 1995 年技術(shù)報(bào)告 IEC1634 C 199504)中就提到了 SF6 氣體對(duì)溫室效應(yīng)的影響問(wèn)題。因此 ,負(fù)離子要積XXXXXXXXXXXXX設(shè)計(jì)（論文題目） 2 累足夠的能量并導(dǎo)致氣體進(jìn)一步碰撞電離的可能性很小。本身的氣體分解溫度為 500℃ ,高于電器設(shè)備的最高允許溫度 150℃ ,而氣態(tài)穩(wěn)定。國(guó)產(chǎn)第一臺(tái) 110kVSF6氣體全封閉組合電器也于 1973 年投運(yùn)。由于一次能源的地理位置的限制以及環(huán)境保護(hù)的需要 ,這些大型電站的建設(shè)往往遠(yuǎn)離負(fù)荷中心 ,因而促使了電力系統(tǒng)向大容量、遠(yuǎn)距離、超高壓方向的發(fā)展。 6 P參數(shù)的監(jiān)測(cè)原理 ...........................................6 傳統(tǒng)壓力監(jiān)測(cè) ..............................................6 在線檢測(cè) P參數(shù) .............................................7 H參數(shù)的監(jiān)測(cè)原理 .............................................7 SF6 氣體中水分的來(lái)源、危害及監(jiān)管的必要性 ....................7 傳統(tǒng)微水含量監(jiān)測(cè) ..........................................8 體積分?jǐn)?shù)值 ppmV（μ L/L）及其影響因素 .........................11 露點(diǎn)儀所測(cè)值不等于設(shè)備溫度降到該露點(diǎn)時(shí)的設(shè)備內(nèi)氣體含水量值 .................................................................14 在線監(jiān)測(cè)相對(duì)濕度概念的提出 ................................14 密度參數(shù)的監(jiān)測(cè)原理 ..........................................15 密度在線監(jiān)測(cè)的基本原理 ....................................15 .2 密度在線監(jiān)測(cè)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) ...................................16 ...............................................16 第 3章 SF6 氣體在線監(jiān)測(cè)裝置硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................19 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu) .............................19 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案 ....................................20 處理器的選擇 ..............................................20 .............................................20 ...............................................21 .............................................23 ...............................................24 ...........................................24 第 4章 SF6 氣體在線檢測(cè)裝置軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................26 .....................................26 ...............................................26 .............................................27 ...................................28 ...........................28 結(jié)束語(yǔ) .........................................................31 致 謝 Ⅱ 第 1 章 緒 論 上位機(jī)軟件在編寫(xiě)過(guò)程中要體現(xiàn)模塊化的思想。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備中 SF6 氣體密度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)院： 電氣信息學(xué)院 專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 1203 學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成日期： 誠(chéng) 信 聲 明 本人聲明： 本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果； 據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表過(guò)的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過(guò)的材料； 我承諾 ，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。 二、 進(jìn)度安排及完成時(shí)間： 收集資料，分析研究資料 ～ 開(kāi)題報(bào)告，論文提綱 ～ 3. 畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研活動(dòng)及其設(shè)計(jì)初級(jí)階段 ～ ～ ～ ～ 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract 1952 年 ,瑞典建成第一條 400kV 輸電線路之后 ,500kV、 750kV 以及 1000KV 以上的輸電線路陸續(xù)建成并投入運(yùn)行 。目前 ,各種 SF6氣體 絕緣設(shè)備的技術(shù)參數(shù)己達(dá)到了很高的水平。 SF6氣體無(wú)色、無(wú)味、無(wú)嗅、無(wú)毒、不燃燒 ,屬惰性氣體。其次 ,SF6氣體分子的半徑比空氣中的氧氣和氮?dú)夥肿拥拇?,使得自由電子在 SF6 氣體中的平均自由行程縮短能量不易積累從而減弱碰撞電離能力。在高中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備中，高壓開(kāi)關(guān)的用氣量最大，而其中 GIS的用氣量又是最大的。紅外光譜法又稱紅外分光光度分析法，是分子吸收光譜的一種，根據(jù)不同物質(zhì)會(huì)有選擇性的吸收紅外光區(qū)的電磁輻射來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，對(duì)各種吸收紅外光成分的定量和定性的分析方法。超聲波波長(zhǎng)短，頻率高，在一定的距離內(nèi)沿直線傳播而且有良好的方向性和束射性，而且可以定向發(fā)射，而且其在不同的介質(zhì)中的 傳輸速度也有一定差別，這取決于介質(zhì)的性質(zhì)狀態(tài)等等。而各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則存在監(jiān)測(cè)功能不夠完善，成本價(jià)格高，系統(tǒng)性和綜合性稍差等缺陷。對(duì)軟件設(shè)計(jì)中分下位機(jī)、上位機(jī)、 Web 方式分別設(shè)計(jì)。這樣就很好地補(bǔ)償了溫度對(duì)壓力的影響。 但是，密度繼電器畢竟是一個(gè)機(jī)械裝置，其使用也存在一定的局限性。為了精確測(cè)量和易于開(kāi)發(fā)，本監(jiān)測(cè)裝置選用壓力變送器。 吸附的濕氣是以分子形式粘著在固體 表面的水， 吸收的濕 氣是以分子形式滲透到有機(jī)固體的水， 滲透率正比于水蒸氣在固體中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)。對(duì)這樣的氣室，水分含量的允許值要求更低，對(duì)其跟蹤監(jiān)測(cè)更不可少。此方法的原理是： SF6 氣體通過(guò)一個(gè)電解池， 把吸收下來(lái)的水分進(jìn)行電解， 電解電流經(jīng)過(guò)儀表或反應(yīng)出含水 量。 （ 2） SF6 氣體里含有微量的礦物油，當(dāng)氣體通過(guò)電解池時(shí)，礦物油也都被吸收下來(lái)附著在電解池的表面。這種儀器對(duì)測(cè)試流量的變化不敏感，即測(cè)試流量在一定范圍內(nèi)變化時(shí)， 露點(diǎn)值不變。在實(shí)用中一般采用大氣壓力法， 即使鏡面排氣直通大氣， 鏡面壓力即為當(dāng)?shù)卮髿鈮海? 只要精確測(cè)出當(dāng)?shù)卮髿鈮海纯芍R面壓力。 對(duì)測(cè)量人員的要求很高。 采用露點(diǎn)法測(cè)量直接反應(yīng)的是測(cè)量壓力下（一般是從設(shè)備經(jīng)露點(diǎn)儀和排氣管向大氣均勻穩(wěn)定放氣， 故視為一個(gè)大氣壓） SF6 氣體中水分的凝露點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的飽和水氣壓， 即設(shè)備中的氣體降到一個(gè)氣壓時(shí) 的絕對(duì)水氣壓， 然后用這個(gè)絕對(duì)水氣壓乘以 106 再除以凝露室的壓力（即當(dāng)時(shí)的大氣壓） 才能得到 ppmV 值。 0 0c時(shí)水的飽和蒸汽壓為 。 SF6 電氣設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件（包括外殼內(nèi)表）與 SF6 氣體構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，處于固體表面的原子，由于周?chē)訉?duì)它的作用力不對(duì)稱， 即原子所受的力不飽和， 周?chē)惺Ｓ嗔?chǎng)， 可以吸附氣體。 ? 檢測(cè)系統(tǒng)和操作者個(gè)體的影響 表 22 是不同類型微水測(cè)量?jī)x對(duì)同一瓶 SF6新氣含水量測(cè)試的結(jié)果 [36]。 0c 為止”， 而讀數(shù)相差一度， 所得絕對(duì)水含量就有可觀的變化 。前已述及有研究表明，相對(duì)濕度達(dá)到 30％以上時(shí)， 沿面放電電壓才開(kāi)始明顯下降。 密度在線監(jiān)測(cè)的基本原理 因?yàn)闇囟鹊囊蛩兀? 壓力不能直接反應(yīng) SF6 氣體的密度大小和泄漏狀況。系數(shù) A、 B 分別為： A? ?10?4(1??10?3?) （ ） B??10?3?(1??10?3?) （ ） 本論文所述的 SF6 氣體密度在線監(jiān)測(cè)的方法就是， 用一定精度的壓力和溫度傳感器直接測(cè)量出氣體的壓力 P和溫度 t， 在嵌入式系統(tǒng)中利用 SF6 氣體狀態(tài)參數(shù)方程直接 計(jì)算出氣體密度ρ 。 這時(shí)可取 xk＋ 1 作為 式根的近似值。 ， 單位為 kg/m3。 80C196KC 屬于高性能單片機(jī)， 采用 CMOS 工藝， 具備 16 位數(shù)據(jù)總線， 具有豐富的指令系統(tǒng)和較快的執(zhí)行速度。具體電路如圖 33 所示。 5V， 177。轉(zhuǎn)換啟動(dòng)時(shí)，在 CE和 CS 有效之前， R/C 必須為低，如果 R/C 為高，則立即進(jìn)行讀操作，這樣會(huì) 造成系統(tǒng)總線的沖突。在超過(guò)此門(mén)限后， 內(nèi)部定時(shí)器大約再維持200ms 后釋放 RESET， 使其返回高電平。 不需要任何外部元件。在改進(jìn)的顯示電路中， 我們用數(shù)字電位器代替原有的可調(diào)電阻， 改進(jìn)后的電路具有多檔位自 動(dòng)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。 其中的 U/D 和 INC 接鎖存器 74ALS273 的輸出， 由 51 單片機(jī)控制。計(jì)算分子第一項(xiàng)時(shí)先乘以1024， 計(jì)算后右移 10 位； 再與查表數(shù)據(jù)做乘法后除以 SF6 氣體實(shí)時(shí)壓力 。裝 置上電之后， CPU系統(tǒng)自動(dòng)從 EPROM程序存儲(chǔ)器中 讀入程序到內(nèi)部 RAM中運(yùn)行， CPU系統(tǒng)的程序指針 自動(dòng)指向主程序入口處開(kāi)始往下執(zhí)行程序。若上電自檢正常則進(jìn)入通訊中斷初始化、 顯示掃描中斷初始化。 市面上滿足監(jiān)測(cè)要求的壓力傳感器和壓力變送器很多。 其主要功能如下 : 信息采集：能夠?qū)毫?、溫度、濕度三類模擬量進(jìn)行采集，并據(jù)此對(duì) SF6 氣體狀態(tài) 做出判斷。 在每個(gè)單元之間和二個(gè)端點(diǎn)都有可以被滑動(dòng)單元訪問(wèn)的抽頭點(diǎn)。 圖 39 SN65LBC184 將 RO、 DI引腳直接與單片機(jī)的 RXD、 TXD 引腳相連， DE 為 RS485 接受 /發(fā)送使能控制端， 將其與 80C1