[发明专利]用于GIS设备的SF6气体泄漏率检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统变电站的GIS设备领域，具体涉及一种用于GIS设备的SF6气体泄漏率检测方法。

背景技术

随着电力工业的不断发展，GIS设备（即Gas Insulated Switchgear设备，中文全称为气体绝缘金属封闭开关设备）已经广泛应用于高压输变电系统中。GIS设备在运行时，其中的SF6气体不可避免地会向外泄漏，危害人体健康；同时GIS设备外部潮气也会渗进GIS设备内部，而导致GIS设备内SF6气体密度下降，使GIS设备存在安全隐患。因此，国际标准规定GIS设备应配备气体泄漏率监控设备，将SF6气体的年泄漏率维持在一定水平。在检测气体泄漏率的过程中，关键是要保证较高精度的监测，并且是适用于变电站的GIS设备的监测方法，但是现有技术的SF6气体泄漏率检测方法忽视了GIS内部电流波动和外部环境变化的影响，其监测效果存在一些缺陷，检测精度难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高电力系统的安全性、检测精度高、检测精度稳定、原理简单、智能化程度高、可靠性好、环保安全的用于GIS设备的SF6气体泄漏率检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于GIS设备的SF6气体泄漏率检测方法，其实施步骤如下：

1）根据GIS设备运行时产生的热量受负载电流、热量变化相关环境参数的的影响，建立GIS设备运行时的热网络模型，所述热网络模型中的负载电流、热量变化相关环境参数与SF6气体的最终温度值之间包括以下两种映射关系：（1）在不同负载电流下，相同热量变化相关环境参数到SF6气体的最终温度值之间的映射关系；（2）在相同负载电流下，不同热量变化相关环境参数到SF6气体的最终温度值之间的映射关系；

2）在GIS设备的SF6气体中选定多个采样点，针对每一个采样点分别采集GIS设备的负载电流、热量变化相关环境参数得到一组检测数据，将各个采样点的检测数据分别输入热网络模型得到各个采样点的温度；

3）根据各个采样点的温度计算得到GIS设备内SF6气体的平均温度；

4）将所述SF6气体的平均温度输入包含气体压力和温度换算关系的气体压力模型换算得到换算气体压力值；

5）通过传感器检测GIS设备内的SF6气体压力值得到的检测气体压力值，将所述换算气体压力值减去检测气体压力值后再除以换算气体压力值得到GIS设备的SF6气体泄漏率。

作为本发明用于GIS设备的SF6气体泄漏率检测方法的进一步改进：

所述步骤1）的详细步骤如下：

1.1）将GIS设备在不同负载电流下运行时的发热表示为电阻发热，用电流源模拟；

1.2）将热量变化相关环境参数分为两部分：（1）GIS设备发热相关环境参数，包括日照发热、外壳发热，GIS设备发热相关环境参数均用电流源模拟；（2）GIS设备散热相关环境参数，包括传导散热、对流耗散、辐射散热，GIS设备散热相关环境参数由热阻模拟；

1.3）分别将热容量由电容模拟，通过将GIS设备在不同负载电流下运行时的电阻发热、日照发热、外壳发热三者的热源发热减去传导散热、对流耗散、辐射散热三者的热量损耗得到的热量分别与GIS设备SF6气体的最终温度值建立映射关系，从而得到GIS设备运行时的热网络模型。

所述步骤3）中具体是根据式（4）计算得到GIS设备内SF6气体的平均温度；