变电站SF6压力抄表装置的设计与应用

摘要：本文针对变电站运维人员所遇到的SF6压力值难以抄录的问题，提出了SF6压力抄表装置的设计想法，详细介绍了该装置的各个组成元件及其技术原理，为研制成功提供了技术和实践支持，同时，本文详细阐述了SF6压力抄表装置的设计过程、工作原理以及该装置在实际工作中的应用过程，并对该装置的应用前景进行了论述说明。

关键词：SF6，抄表装置，电力系统，变电站

中图分类号：F407文献标识码： A

前言：随着国民经济的迅猛发展，电力系统的负荷在不断增加，电力行业所承担的任务更加繁重，电力系统运行的可靠性必将迎来更加严酷的挑战。变电站作为电力系统中一个重要组成部分，站内设备运行状况的好坏直接影响整个系统的正常运行。在变电站日常工作中，抄录SF6压力值是运维人员一项非常重要的工作，通过监测数值的变化可以尽早发现设备缺陷，保证设备安全运行。然而，实际工作中由于一些表计数值读取较为困难，使得数据的准确性大大降低，为此，本文提出了一种新的SF6压力抄表装置的设计和应用。

一、SF6压力抄表装置的设计目的与用途

抄录SF6压力值的主要目的是为设备状态检修提供依据，其数值的准确性直接影响着设备的状态监测。而实际工作中，由于表计位置过高、表面模糊不清、表内油面干扰或GIS室内表计位置离墙较近不便于观察等因素的影响，SF6压力值的读取面临一定的困难。如果随意读取会使数值准确性下降，影响进一步分析判断，而用梯子等工具辅助检查会延长工作时间，降低工作效率，且存在安全风险。因此，为了提高数值读取的准确性，同时保证工作效率，设计一种专用的SF6压力抄表装置，为设备状态检修提供有力的数据支持，也为变电运维一体化工作的推进打下坚实的基础。

二、SF6压力抄表装置的主要组成部分及功能

1、电子式定时器

电子式定时器利用石英振荡器或民用交流电的标准频率,经过分频计数组成时间累加器或数字钟,按照预置的时间编码输出控制信号。这种定时器走时精确，时间设定没有误差,定时精度高,控制程序多。其中长时段定时器最小控制时段一般为1分钟,配上微处理器后能精确地编制一年的时间程序，组成多路可编程序的定时器。

2、数字式摄像头

数字摄像头具有视频摄影，传播和静态图像捕捉等基本功能，它是借由镜头采集图像后，由摄像头内的感光组件电路及控制组件对图像进行处理并转换成电脑所能识别的数字信号，然后借由并行端口或USB连接输入到存储装置中。

3、8051单片机数据存储器

8051单片机数据存储器由读写存储器RAM组成，其内部有256个单元的内部数据存储器，其最大容量可扩展到64k，用于存储实时输入的数据。其中00H～7FH为内部随机存储器RAM，80H～FFH为专用寄存器区。8051内部数据存储器地址由00H至FFH共有256个字节的地址空间，该空间被分为两部分，其中内部数据RAM的地址为00H～7FH（即0～127）。

4、多用途DF无线数据收发模块

无线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。

4.1DF发射模块

图1

DF数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。

DF数据模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，空旷地传输距离约20～50米，发射功率较小，当电压5V时约100～200米，当电压9V时约300～500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700～800米，发射功率约500毫瓦。DF发射发射模块最好能垂直安装在主板的边缘，应离开周围器件5mm以上，以免受分布参数影晌。DF模块的传输距离与调制信号率及幅度，发射电压及电池容量，发射天线，接收机的灵敏度，收发环境有关。一般在开阔区最大发射距离约800米，在有障碍的情况下，距离会缩短，由于无线电信号传输过程中的折射和反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会有不同的收发距离。

4.2DF超再生接收模块

图2

DF接收模块的工作电压为5伏，静态电流4毫安，它为超再生接收电路，接收灵敏度为－105dbm，接收天线最好为25～30厘米的导线，最好能竖立起来。接收模块本身不带解码集成电路，因此接收电路仅是一种组件，只有应用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用，这种设计有很多优点，它可以和各种解码电路或者单片机配合，设计电路灵活方便。这种电路的优点在于：1、天线输入端有选频电路，而不依赖1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线；2、输出端的波形在没有信号比较干净，干扰信号为短暂的针状脉冲，而不象其它超再生接收电路会产生密集的噪声波形，所以抗干扰能力较强；3、DF模块自身辐射极小，加上电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用，可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入； 4、采用带骨架的铜芯电感将频率调整到315M后封固，这与采用可调电容调整接收频率的电路相比，温度、湿度稳定性及抗机械振动性能都有极大改善。

三、SF6压力抄表装置的应用过程

图3

SF6压力抄表装置通过以上元件的巧妙结合，实现表计数值自动记录、传输、存储。实际工作中，按照压力值抄录周期设置定时器时间，经过分频计数组成时间累加器或数字钟到达预置的时间时，定时器编码输出控制信号，该控制信号接通数字式摄像头的电源回路，启动摄像头进行拍摄，拍摄的图片经处理后转换为数字信号存储在单片机数据存储器中，该数据经DF发射模块无线传输至DF超再生接受模块，便可直接在笔记本上查看所摄录的图像。

在难以准确读取数值的表计处装设此装置，接好电源，设定定时器时间，按周期进行拍摄，运维人员通过接收、查阅照片便可读取相应数值，然后将读取的数据输入相关的检索软件进行数据分析、异常检索，便能及时发现设备缺陷，有效提高设备的维护效率和质量。

四、前景展望

该装置由于体积小、质量轻、程序简单、数据传输快、拍摄效果好，可固定在相关表计前方，进行定期拍摄，同时由于携带方便、环境适应性强，也可以制作成移动装置，更广泛的应用于运维人员的日常工作中，如充油设备油面观察，避雷器检测仪表数值、断路器和GIS气室SF6压力值读取，瓦斯继电器内气体含量检查，偏僻设备巡视以及设备铭牌抄录等，可有效提高运维人员的工作效率。另外，该装置成本低廉，操作简单，便于推广，有着广阔的应用前景，必将成为运维人员日常工作中一个重要的工具。

五、结束语

本文根据变电站运维人员在工作中遇到的SF6压力值难以抄录的问题，创造性的提出了设计一种SF6压力抄表装置，并将其广泛应用于实际工作中，为运维人员日常工作提供了极大便利，切实提高了变电站设备的维护质量，为保证电力系统安全稳定运行奠定了坚实的基础。

参考文献

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