GIS设备的SF6充气测量方法
一种GIS设备的SF6充气测量方法，一方面通过实时跟踪环境和管道温度变化，在气体充入气室前通过多级模糊控温模块将管道内气体加热并锁定在当前环境温度，以降低充气误差以及气体气量核算误差；另一方面通过累计流量的计算，以提高测量结果的准确性。
发明专利
CN202311444396.4
2023-11-02
CN117662998A
2024-03-08
F17D1/18(2006.01)
国网宁夏电力有限公司电力科学研究院%国网宁夏电力有限公司
方济中;韩利;吴杨;钱勇;刘启飞;马锐;王一波
750011 宁夏回族自治区银川市金凤区黄河东路716号;
宁夏三源鑫知识产权代理事务所(普通合伙)
孙彦虎
宁夏;64
1.一种GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、在充气前，根据环境温度传感器和环境压力传感器分别测得气室中气体温度T0和压力P0，通过Beattie-Bridgman气体状态方程计算出充气前密闭空间SF6气体密度ρ0； S2、充气过程中，根据环境温度传感器和管道温度传感器分别测得气室中气体温度Tp和管道内气体温度Ti，多级模糊控温模块根据两者之间的差值ΔTi在气体充入气室前对管道进行温度调节； S3、根据质量流量计测得瞬时输出流量q以及输出时间t，通过累计流量积分算法计算出总流量Q，再通过积分计算得到补充的SF6气体体积ΔV； S4、通过Beattie-Bridgman气体状态方程计算出在20℃、标准大气压下SF6气体密度ρt，将SF6气体密度ρt与SF6气体体积ΔV相乘计算出补充的SF6气体质量Δm； S5、充气完成后，根据环境温度传感器和环境压力传感器测量数据T1和P1，通过Beattie-Bridgman气体状态方程计算出充气后气室中SF6气体密度ρ1； S6、密闭空间有效容积V通过公式获得； S7、将密闭空间SF6气体密度ρ1和密闭空间有效容积V相乘计算出充气后SF6气体气量m1。 2.如权利要求1所述的GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于，在步骤S1、S4、S5中，Beattie-Bridgman气体状态方程的公式如下： P＝(RTB-A)ρ2+RTρ A＝73.882×10-5-5.132105×10-7ρ B＝2.50695×10-3-2.12283×10-6ρ R＝56.9502×10-5 其中，T为环境温度传感器测得的气体温度，P为环境压力传感器测得的压力，ρ为SF6气体密度。 3.如权利要求1所述的GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于：在步骤2中，多级模糊控温模块3个控温模块，3个管道温度传感器和3个控温模块交错串行连接在管道上，3个管道温度传感器和3个控温模块依次分别为第一管道温度传感器、第一控温模块、第二管道温度传感器、第二控温模块、第三管道温度传感器和第三控温模块。 4.如权利要求3所述的GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于：第一控温模块的输入量为环境温度传感器所测气室中温度Tp和第一管道温度传感器所测管道内气体温度Ti1的差值ΔTi1，差值ΔTi1的取值区间为E1[0,45]，将该区间平均划分为3个小区间：E11[0,15)、E12[15,30)、E13[30,45]，且E11、E12、E13分别对应热源温度T11、T12、T13，其中，T11＜T12＜T13； 第二控温模块的输入量为环境温度传感器所测气室中温度Tp和第二管道温度传感器所测管道内气体温度Ti2的差值ΔTi2，差值ΔTi2的取值区间为E2[-7.5,7.5]，将该区间平均划分为3个小区间：E21[-7.5,-1)、E22[-1,1)、E23[1,7.5]，且E21、E22、E23分别对应热源温度T21、T22、T23，其中，T21＜T22＜T23； 第三控温模块的输入量为环境温度传感器所测气室中温度Tp和第三管道温度传感器所测管道内气体温度Ti3的差值ΔTi3，差值ΔTi3的取值区间为E3[-2,2]，将该区间平均划分为3个小区间：E31[-2,-1)、E32[-1,1)、E33[1,2]，且E31、E32、E33分别对应热源温度T31、T32、T33，其中，T31＜T32＜T33。 5.如权利要求4所述的GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于，3个控温模块的热源温度参数选取分别如矩阵Tij所示： 其中，Tij单位为℃，i和j的取值均为{1,2,3}。 6.如权利要求1所述的GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于：在步骤3中，质量流量计测得的所有瞬时输出流量数据汇总得到一条平滑的直线，根据定积分的几何意义，通过求得曲线q＝q(t)、直线t＝a、t＝b和时间轴t所围成的曲边图形的面积即可得到在[a,b]时间段的累计流量。 7.如权利要求6所述的GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于：在[a,b]时间内插入若干个分点a＝t0<t1<t2<…tn-1<tn＝b，把区间[a,b]等分成n个小区间[ti-1,ti]，长度时间长度Δti上的累计流量通过求第i个小曲边梯形的面积获得，第i个小曲边梯形的面积/> 将瞬时流量采集速率无限放大，则n趋于无穷大，总流量 8.如权利要求7所述的GIS设备的SF6充气测量方法，其特征在于：补充的SF6气体体积ΔV通过公式获得。