光纖光柵火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)——高壓電力設(shè)備的火災(zāi)監(jiān)控和火災(zāi)報(bào)警一旦北京飛博泰光電科技有限公司010-68638048better@fbgtech.com抽象電廠或變電站發(fā)生高壓設(shè)備火災(zāi)，將會(huì)造成巨大的損失。摘要：分析了高壓設(shè)備故障的原因，介紹了一種通過監(jiān)測(cè)溫度來檢測(cè)高壓設(shè)備故障的方法，闡述了高壓設(shè)備故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能及應(yīng)用。該系統(tǒng)的在線溫度監(jiān)測(cè)和火災(zāi)報(bào)警功能對(duì)保證電廠安全生產(chǎn)和變電站輸變電安全運(yùn)行，減少經(jīng)濟(jì)損失具有重要作用。

關(guān)鍵詞：高壓設(shè)備故障溫度在線監(jiān)測(cè)及火災(zāi)報(bào)警

抽象的巨大損失導(dǎo)致高電壓設(shè)備啟動(dòng)了火力發(fā)電廠。本文分析了高壓設(shè)備故障的原因，并介紹了通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能和應(yīng)用來檢測(cè)高壓設(shè)備故障的方法，該系統(tǒng)具有良好的功能3360在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能和應(yīng)用可以消除潛在的火災(zāi)隱患。這對(duì)于安全生產(chǎn)和降低電廠和電力公司的經(jīng)濟(jì)損失具有重要影響。

關(guān)鍵字高電壓設(shè)備故障在線監(jiān)控故障

在現(xiàn)代社會(huì)，權(quán)力工業(yè)是家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，與人民生活密切相關(guān)。電力事故是民經(jīng)濟(jì)中的一大災(zāi)難，不僅影響企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益，而且給家財(cái)產(chǎn)和職工安全造成巨大損失。

高壓設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、干式變壓器、高壓開關(guān)和高壓電纜，是工業(yè)，電力系統(tǒng)中重要的發(fā)電和輸配電設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用。隨著我城市電網(wǎng)建設(shè)的加快，封閉式組合電器將得到廣泛應(yīng)用。然而，與外產(chǎn)品相比，內(nèi)封閉式組合電器和氣體斷路器在可靠性和運(yùn)行性能上存在較大差距。

“十五”期間，電力工業(yè)工作的重點(diǎn)將是“西電東送”和全聯(lián)網(wǎng)工程。其中輸變電工程建設(shè)將是亮點(diǎn)。雖然輸變電領(lǐng)域的安全事故普遍小于發(fā)電領(lǐng)域，但對(duì)電力企業(yè)和人民的日常生活影響很大。在某種程度上，其破壞性甚至超過發(fā)電事故。

故障原因分析

長(zhǎng)期以來，我電網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用沒有得到應(yīng)有的重視。電力設(shè)備技術(shù)性能落后、陳舊、可靠性低，導(dǎo)致事故頻發(fā)、設(shè)備損壞和人身安全，直接影響人民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2003年，河北某鋼廠中間站高壓開關(guān)柜過熱爆炸，造成該鋼廠50噸煉鐵高爐停爐，近30噸鋼水在爐內(nèi)凝固，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)千萬元。

2001年，上海供電局因高壓電纜接頭過熱引發(fā)火災(zāi)，大量電纜被燒毀，造成市區(qū)大規(guī)模停電事故，損失近千萬。

高壓設(shè)備刀閘等部件連接是否緊密，開關(guān)表面是否氧化腐蝕，緊固螺栓是否松動(dòng)等。在運(yùn)行中找不到，是高壓設(shè)備過熱甚至嚴(yán)重事故的誘因。如何通過在線溫度監(jiān)測(cè)來避免事故的發(fā)生已成為目前的主要問題。

目前常用的溫度監(jiān)測(cè)方法 #p#分頁標(biāo)題#e#

熱敏電阻測(cè)溫系統(tǒng)：可以顯示溫度值，但由于每個(gè)熱敏電阻需要先立接線，接線復(fù)雜，熱敏電阻容易損壞，維護(hù)量大；傳感器沒有自檢功能，需要經(jīng)常檢查，所以很少使用。

紅外探頭測(cè)溫系統(tǒng)可以在線監(jiān)測(cè)，但由于穩(wěn)定性低、環(huán)境影響嚴(yán)重，使用頻率不高。

遠(yuǎn)攝透射溫度測(cè)量

根據(jù)上述情況，分布式光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)可以在線監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備的溫度，隨時(shí)了解高壓設(shè)備的溫度變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓設(shè)備的故障并報(bào)警。

預(yù)警系統(tǒng)的組成

高壓設(shè)備在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的通信技術(shù)、微處理器技術(shù)、數(shù)字溫度傳感技術(shù)和先創(chuàng)的低溫、強(qiáng)電場(chǎng)、潮濕環(huán)境運(yùn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，避免了高壓設(shè)備中強(qiáng)電場(chǎng)的干擾，將數(shù)據(jù)完整、安全地傳輸?shù)奖O(jiān)控終端。

系統(tǒng)針對(duì)目前高壓設(shè)備中較常見的溫度故障設(shè)置溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，基本分為四個(gè)部分：一、發(fā)電機(jī)“定子”軸承的溫度監(jiān)測(cè)；二、高壓干式變壓器繞組溫度監(jiān)測(cè)；三是高壓開關(guān)的開關(guān)觸頭和斷路器的溫度監(jiān)測(cè)；第四，電纜溝內(nèi)高壓電纜接頭的溫度監(jiān)測(cè)。并針對(duì)這四個(gè)部分設(shè)置了相應(yīng)的溫度監(jiān)測(cè)方法。

該系統(tǒng)具有良好的計(jì)算機(jī)界面，可以顯示高壓設(shè)備的仿真圖、傳感器監(jiān)測(cè)的實(shí)際位置、所有高壓設(shè)備的型號(hào)、位置、開關(guān)等參數(shù)。當(dāng)高壓設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)，顯示屏和事故聲音同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可以通過計(jì)算機(jī)的高壓設(shè)備模擬圖直接查看，并可以快速查看

系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

光纖光柵電力電纜測(cè)溫系統(tǒng)采用全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力。系統(tǒng)為星型網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過光纖分析儀將MIS系統(tǒng)與分布于電纜溝、開關(guān)柜、干式變壓器以及發(fā)電機(jī)內(nèi)的傳感器連接起來。每個(gè)通道可掛接30個(gè)智能溫度傳感器，易于安裝維護(hù)與系統(tǒng)拓展。光纖材質(zhì)傳輸與光纖傳感器監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)完全無電保證系統(tǒng)能在惡劣環(huán)境下可靠運(yùn)行。下圖為報(bào)警系統(tǒng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖：

圖一、光纖光柵高壓開關(guān)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該子系統(tǒng)的溫度測(cè)點(diǎn)分布在高壓開關(guān)的觸點(diǎn)及刀閘處，可以在高壓開關(guān)的運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)的采集高壓開關(guān)的工作溫度，對(duì)于高壓開關(guān)的異常溫升會(huì)直接發(fā)送到控制室，從而有效的保障了輸配電的安全可靠，解決了以往高壓開關(guān)無法在運(yùn)行過程中監(jiān)測(cè)的難題。

圖二、光纖光柵高壓電纜接頭溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 該子系統(tǒng)的溫度測(cè)點(diǎn)分布在高壓電纜的接頭處，因?yàn)楦邏涸O(shè)備的發(fā)熱基本上都是由接觸點(diǎn)發(fā)熱開始的，因此只需對(duì)高壓電纜的接頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的溫度監(jiān)測(cè)功能，防止電纜過熱燃燒。#p#分頁標(biāo)題#e#

圖三、光纖光柵發(fā)電機(jī)定子測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該子系統(tǒng)的溫度測(cè)點(diǎn)分布在發(fā)電機(jī)的定子上，目前發(fā)電機(jī)的定子是不進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)的，而發(fā)電機(jī)的定子一旦過熱或與轉(zhuǎn)子發(fā)生局部接觸，則會(huì)導(dǎo)致定子溫度異常溫升，從而燒毀發(fā)電機(jī)，一臺(tái)發(fā)電機(jī)的成本都在幾百萬到上千萬元，而使一臺(tái)發(fā)電機(jī)從靜止到運(yùn)轉(zhuǎn)起來的燃料費(fèi)用也在數(shù)百萬元至多，因此對(duì)發(fā)電機(jī)定子的溫度監(jiān)測(cè)是迫在眉睫的。

該系統(tǒng)采用全光測(cè)量，解決了以往電測(cè)量無法解決的難題，為發(fā)電廠的安全生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持。

圖四、光纖光柵干式變壓器溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該子系統(tǒng)的溫度測(cè)點(diǎn)分布在干式變壓器的繞組內(nèi)，以往的干式變壓器只能依靠油溫或者預(yù)先埋設(shè)的3點(diǎn)溫度測(cè)點(diǎn)估算干式變壓器的工作狀態(tài)，采用該系統(tǒng)可以根據(jù)客戶的需求，將傳感器預(yù)先埋設(shè)在干式變壓器繞組內(nèi)部，這樣就可以對(duì)干式變壓器的繞組溫度進(jìn)行分布式的測(cè)量，從而防止干式變壓器的意外燒毀。

傳感器與傳輸系統(tǒng)

該系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的準(zhǔn)分布式光纖光柵傳感技術(shù)，通過光纖光柵傳感器，將被測(cè)的溫度量值轉(zhuǎn)變成便于記錄及再處理的光信號(hào)。由于從傳感器輸出的信號(hào)為光信號(hào)，所以可以直接通過光纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。光纖光柵良好的耐環(huán)境性能也為長(zhǎng)時(shí)期的安全監(jiān)控提供了可靠的保障。

探測(cè)器主要性能指標(biāo)

測(cè)溫范圍：-40～200℃

較大耐溫能力：220℃

溫度分辨率：0.1℃

精度：±0.5℃

響應(yīng)時(shí)間： 10S

光纜傳輸距離： 40km

溫度傳感器可經(jīng)受ESD1000KV高壓，全天候工作。

使用壽命：150000小時(shí)（大于15年）

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

該系統(tǒng)的功能：光纖光柵傳感器所產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)光纜的遠(yuǎn)程傳輸，然后通過放置在監(jiān)控室的光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀直接進(jìn)行數(shù)字量識(shí)別并轉(zhuǎn)換為物理量，記錄的數(shù)據(jù)可以在計(jì)算機(jī)終端顯示、記錄、保存或直接進(jìn)入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫。

信號(hào)處理器（光纖光柵網(wǎng)絡(luò)分析儀）的主要技術(shù)指標(biāo)

通道數(shù)：16

單通道較大布設(shè)探測(cè)器數(shù)量：30

工作電源：220VAC

環(huán)境溫度：0℃～40℃

測(cè)試輪循時(shí)間： 2S

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)

該系統(tǒng)的目的是根據(jù)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，使各種不同類型的數(shù)據(jù)通過恰當(dāng)?shù)慕M織被有效地儲(chǔ)存起來。在保證必要信息儲(chǔ)存的前提下，盡量減少數(shù)據(jù)冗余度。該管理系統(tǒng)能方便地從數(shù)據(jù)量系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)可以被不同用戶方便地調(diào)用。

監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)的功能

·立體流程畫面的顯示功能

·簡(jiǎn)單的動(dòng)畫功能

·歷史趨勢(shì)顯示功能

·報(bào)警功能

·聲光報(bào)警

·打印功能

操作監(jiān)視站

監(jiān)測(cè)站功能用來實(shí)現(xiàn)操作和監(jiān)視。完成顯示、報(bào)警、打印、歷史數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)及報(bào)表等功能。我們采用的系統(tǒng)軟件可在一個(gè)CRT上開多個(gè)顯示窗口，各窗口中同時(shí)顯示不同的實(shí)時(shí)更新的內(nèi)容。所有的顯示和人機(jī)對(duì)話都是漢化的。運(yùn)行人員通過CRT、和操作鍵盤可調(diào)出這些窗口來監(jiān)示系統(tǒng)運(yùn)行。#p#分頁標(biāo)題#e#

圖五、監(jiān)測(cè)站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1、本系統(tǒng)由傳感器與傳輸系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，監(jiān)控管理軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

2、傳感器與傳輸系統(tǒng)由光纖傳感器和光纖通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由兩臺(tái)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀，交換路由器及主工控機(jī)、聲光報(bào)警器、打印機(jī)等構(gòu)成。

4、聲光報(bào)警器與工控機(jī)通過RS232口進(jìn)行通訊。

5、打印機(jī)與工控機(jī)通過并口連接。

應(yīng)用實(shí)例

山東省某電廠于2004年初安裝了這套設(shè)備，在前4個(gè)月的監(jiān)測(cè)工作中，溫度曲線呈現(xiàn)正常狀態(tài)。2004年6月28日，升壓開關(guān)柜5號(hào)柜4號(hào)溫度點(diǎn)溫升趨勢(shì)異常，經(jīng)緊急倒電停機(jī)維護(hù)，發(fā)現(xiàn)是由于緊固螺栓松動(dòng)引致的高壓設(shè)備溫升異常，經(jīng)處理后，溫度曲線恢復(fù)正常。

結(jié)論

本系統(tǒng)經(jīng)受住了嚴(yán)寒、酷暑、潮濕環(huán)境的考驗(yàn)，實(shí)踐證明其具備長(zhǎng)期穩(wěn)定的性能，能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備的溫度情況，減少了電廠及變電站中因高壓設(shè)備故障造成的損失。同時(shí)系統(tǒng)可與廠內(nèi)的管理網(wǎng)絡(luò)相連，實(shí)現(xiàn)信息的共享，提高了電廠及變電站的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

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