電力設備熱點溫度在線監(jiān)控預警系統(tǒng)(1)

1、僅供個人參考史上最快最全的網(wǎng)絡文檔批量下載、上傳、處理，盡在:一、電力設備熱點溫度在線監(jiān)控預警系統(tǒng)1、1系統(tǒng)概述For personal use only in study and research; not for commercial use電力設備熱點在線監(jiān)測及預警系統(tǒng)，是專門為保障發(fā)電廠和變電站的高壓電力設備（如高壓開關柜或刀閘柜）安全運行設計的。當這些關鍵設備使用時間過 長、過載、絕緣老化或接觸不良時，均會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，通過實時監(jiān)測設備內(nèi)多點的溫度，就能預測可能發(fā)生的故障，有效防止事故的發(fā)生。Pre-E報警系統(tǒng)采用迅捷光電為滿足工業(yè)測溫需求而發(fā)明的核心技術-ECPF（Energy

2、 Concentrated Parallel Filtering。該系統(tǒng)的開發(fā)研制均在現(xiàn)場環(huán)境中經(jīng)多 次反復試驗、攻關才得以完善，避免了高壓開關柜內(nèi)強電磁干擾，完整安全地把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)視終端。因此，該系統(tǒng)是一種高可靠性的在線監(jiān)控預警系統(tǒng)。Pre-E系統(tǒng)擁有非常直觀的計算機界面，可顯示高壓開關柜群模擬圖、傳感 器所監(jiān)測的實際位置、中間接頭位置等參數(shù)。運行中關鍵熱點一旦出現(xiàn)異常，計 算機界面及音響同時發(fā)出報警信號。操作人員可通過查 看計算機界面，迅速準確地判斷出發(fā)生故障的實際位置，很大程度地提高了開電力高壓設備 運行的可靠性及技術管理水平。For personal use only in stud

3、y and research; not for commercial use為了與其它系統(tǒng)更好地連接，Pre-E系統(tǒng)采用標準通訊接口和通訊協(xié)議：RS 485、RS232 和 ETHERNET IEEE802.3規(guī)范，支持 IPX 及 TCP/IP 協(xié)議，由于采用 ETHERNET 標準，系統(tǒng)可與管理網(wǎng)直接互連。系統(tǒng)所能完成的功能與特點: 通過對電力設備實時溫度監(jiān)測, 實現(xiàn)故障的早期預測，防患于未然。 當發(fā)生故障時，提供報警并準確確定故障點位置，指導檢修工作。 所有傳感頭均并行連接，獨立工作，便于施工和維護。 具有網(wǎng)絡接口，可與廠內(nèi)現(xiàn)有的管理網(wǎng)絡相連，實現(xiàn)信息的共享和進一步的數(shù)據(jù)處理功能。 傳感

4、探測頭體積小，精度高。 通訊接口標準化：RS 485、 RS 232 和 ETHERNET。 溫度傳感器可經(jīng)受ESD ±500000V高壓，工作溫度為-55C+200C,測量誤差是0.5。整個系統(tǒng)可工作在-30 C+40C可靠工作。1、 2 光纖傳感介紹及其優(yōu)勢迅捷光電采用的是半導體吸收式光纖溫度傳感技術，該傳感器使用GaAs半導體材料作為溫度敏感元件。在實際工程中，當要檢測的點溫度發(fā)生變化，GaAs材料反射波長就會隨之改變，通過檢測波長的變化就可以計算出該點的溫度，進而可以對被檢測物體的安全狀況做出判斷。同傳統(tǒng)的電傳感器相比，光纖傳感器具有以下優(yōu)勢：1）可以實現(xiàn)多路多點的溫度監(jiān)測，

5、適合大規(guī)模溫度點的監(jiān)測；2）測量精度和分辨率高；3）傳感量檢測及傳輸均為光信號，不受電磁干擾及核輻射的影響；4）環(huán)境適應性好，可長期用于高溫、高濕及存在化學侵蝕等的惡劣環(huán)境；5）重量輕，體積小，安裝使用方便；6）以光信號中心波長值表征被測量，不受光強波動及傳輸光纖彎曲損耗等影響；不得用于商業(yè)用途僅供個人參考1、3系統(tǒng)組成與說明光纖式電力設備熱點溫度在線監(jiān)控預警系統(tǒng)采用全數(shù)字化網(wǎng)絡結構，提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力。系統(tǒng)組網(wǎng)時采用星型網(wǎng)狀拓撲結構， 通過溫度在線監(jiān)測 分析儀將MIS系統(tǒng)與分布于電力設備內(nèi)的傳感器連接起來。每個通道可掛接18個獨立工作的光纖溫度傳感器，易于安裝維護與系統(tǒng)拓展。光纖材質

6、傳輸與光纖 傳感器監(jiān)測，現(xiàn)場完全無電保證系統(tǒng)能在惡劣環(huán)境下可靠運行。下圖為報警系統(tǒng) 簡化結構圖：高壓開關柜高壓電力設備熱點溫度在線監(jiān)控預警系統(tǒng)包括以下相互關聯(lián)的子系統(tǒng)：1）傳感器與傳輸系統(tǒng)該系統(tǒng)運用先進的光纖傳感技術，通過光纖傳感器，將待測處的溫度信號轉 變成易于記錄及再處理的光信號，從而可以直接通過光纜進行遠距離低損耗傳 輸。2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)光纖傳感器所產(chǎn)生的光信號經(jīng)遠程傳輸?shù)竭_在線監(jiān)控分析儀，該分析儀能直 接進行數(shù)字量識別并還原為溫度量，計算出來的數(shù)據(jù)可以在計算機終端上顯示、 保存、繪圖處理或直接進入監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。3）監(jiān)測數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)該系統(tǒng)的目的是根據(jù)各監(jiān)測項目的特點，使各種不同類型的數(shù)

7、據(jù)通過恰當?shù)?組織被有效地儲存起來。在保證必要信息儲存的前提下，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)， 同時數(shù)據(jù)可以被不同用戶方便地 不得用于商業(yè)用途僅供個人參考調用。4) 光纖傳感器主要性能指標測溫范圍：-20180c溫度分辨率：0.5精度：± 1響應時間：<1S光纜傳輸距離：<20km溫 度 傳 感 器 可 經(jīng) 受 ESD ±500000V 高 壓 ， 全天候工作。使用壽命：150000小時(大于15年)5) 溫度在線監(jiān)測分析儀的主要技術指標通道數(shù)：1 32每通道最大布設傳感器數(shù)量：18工作電源：220V AC環(huán)境溫度：0c40c測

8、試時間：<1S不得用于商業(yè)用途、變電站電力設備熱點溫度監(jiān)測方案說明2、 1 系統(tǒng)運行目標1) 采用光纖溫度傳感器和溫度在線監(jiān)測分析儀對變電站內(nèi)高壓開關柜三相電纜、刀閘等接觸點、母排進行在線式溫度實時監(jiān)測；2) 在變電站監(jiān)控室內(nèi)對采集到的溫度信號進行分析、預警報告；3) 系統(tǒng)開關柜共23 面(每面測12 個點) ，刀閘柜共6 面(每面測9 個點) ，其他測量點共計30 個；4) 沿被測開關柜布設一根監(jiān)測光纜，每個開關柜引出12 個光纖溫度傳感器，對高壓開關柜的三相溫度、刀閘溫度及母排溫度進行實時監(jiān)測；5)測溫范圍：-20180C；6) 測溫精度：±1；7) 空間分辨率：光纖探頭2

9、 厘米，自由展開光纖小于4 米；8) 測量時間：采樣周期小于1 秒；9) 系統(tǒng)準確運行時間15 年以上；10) 有效辨識被測設備的老化、過熱和火災發(fā)生，具備預警功能，能針對每臺設備的觸點運行狀況進行智能化預測分析，對每臺設備或觸點建立獨立檔案庫歷史紀錄，按需求設置相應的記錄、報表及打印功能。僅供個人參考2、2系統(tǒng)組成介紹刀閘柜其他接頭1）本系統(tǒng)由光纖溫度傳感器與傳輸系統(tǒng)（光纖及配件），數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（溫度在 線分析儀），監(jiān)控管理軟件系統(tǒng)構成。2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由溫度在線分析儀、主工控機、聲光報警器、打印機等構成。3）聲光報警器與工控機通過 RS232 口進行通訊。4）打印機與工控機通過并口連接。不

10、得用于商業(yè)用途2、3傳感器與傳輸系統(tǒng)220KV變電站主監(jiān)控室廠傳輸用|單芯光纜1分24光纖接續(xù)盒傳感器組件 連接盒開關柜開關柜開關柜開關柜開關柜傳感器組 件連接盒刀閘柜 變電站光纖連接器 溫度傳感器1）傳感器安裝方式光纖傳感器安裝在柜體固定部分的 6個靜觸頭上，采用耐高溫環(huán)氧粘接劑或 金屬卡箍的方式安裝到開關柜的靜觸頭或動觸頭上。 柜內(nèi)傳輸光纖最小彎曲半徑 大于5厘米。2）柜內(nèi)相鄰傳感器連接方式柜內(nèi)傳感器采用接頭的方式進行連接，每個柜內(nèi)的6或者12個傳感器為一組， 光纖連接頭在傳感器組件連接盒內(nèi)。3）柜與柜之間的傳感器連接方式柜間傳感器連接采用光纖合束器進行連接，每個光纖合束器并聯(lián)連接2-3個

11、開關柜（視每個柜的測量點數(shù)而定）。柜間傳感器互相之間互不干擾。光纖合束 器與傳感器組件之間采用光纖連接器進行連接，以利于傳感器的安裝和維修。4）觸點間的高壓隔離傳感器間的傳輸光纖采用光纖自身和傳感器連接盒組件進行高壓隔離，有效 隔離爬電。5）上位機與分析儀問通訊兩者之間采用10M/100M自適應以太網(wǎng)口進行連接。6）上位機與報警器連接兩者之間采用RS232 口進行通訊1）系統(tǒng)說明口開關柜 2路光纖合束器4或6路光纖合束器=4芯光纜一單芯光纜24芯光纜變電站內(nèi)部光纖網(wǎng)絡布設示意圖變電站內(nèi)共計23面開關柜，6面刀閘柜，每面開關柜需監(jiān)測12個溫度點，每 面刀閘柜需監(jiān)測9個溫度點，其中主變低壓過橋鋁排

12、需監(jiān)測 15點溫度，主變 低壓套管需監(jiān)測15點溫度，總計需傳感器數(shù)量360支。系統(tǒng)預設通道總量24。每個通道各自同時測試18個溫度點。系統(tǒng)最大容納傳感器數(shù)量432支，實際布設量360支。 監(jiān)控室與高壓開關柜之間鋪設 24芯光纜，傳感監(jiān)測系統(tǒng)中使用光纜數(shù)量20芯，其余數(shù)量為以后的供電系統(tǒng)集中控制做預留。2）光纖光纜布設方式 監(jiān)控室與變電站內(nèi)柜子所在位置布設 24芯光纜，光纜通過電纜溝布設。 單芯光纜在室內(nèi)的布設使用 PVC«管進行保護。2.3.3系統(tǒng)可靠性說明1）系統(tǒng)準確運行時間：大于15年2）產(chǎn)品制作過程按 Bellcore GR-1209-CORE標準要求進行。廳P原料名稱規(guī)格型號

13、需要數(shù)量備注口光纖溫度傳感器-20 180 cFTS100 1360 只 12光纖接續(xù)盒一進24出13傳感器組件連接 盒20524芯光纜500米r 6單芯光纜? ?米7PVC套管?米2、4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹本系統(tǒng)采用分布式體系結構，設1個集中監(jiān)測站（220KV變電站監(jiān)測站）， 變電站高壓設備被監(jiān)測點溫度信號進行實時采集與集中監(jiān)測。僅供個人參考1) 采用一臺主機與一臺從機同時運行，自動切換。當一臺出現(xiàn)問題，另一臺繼 續(xù)正常工作，不影響系統(tǒng)的正常運行。為系統(tǒng)安全可靠運行提供保障。2) 電腦主機配置： 采用研華工控機P4 2.4G/256M/80G/52X/1.44MB /自適應網(wǎng)卡(10M/100M

14、 ) /10M以 太 網(wǎng) 卡 /羅 技 光 電 套 裝 鍵 盤 鼠 標 /聲 卡 、 音 箱 、 預 裝 WINDOWS2000+SP4 操作系統(tǒng)3) 電腦顯示器配置 飛利蒲顯示器：201B4/21 寸4) 采用 24 通道光纖溫度在線監(jiān)測儀一臺5) 聲光報警裝置，系統(tǒng)出現(xiàn)問題時發(fā)出報警信號。2.4.2 監(jiān)測站功能監(jiān)測站功能用來實現(xiàn)操作和監(jiān)視。完成顯示、報警、打印、歷史數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)及報表等功能。我們采用的系統(tǒng)軟件可在一個CRT 上開多個顯示窗口，各窗口中同時顯示不同的實時更新的內(nèi)容。所有的顯示和人機對話都是漢化的。運行人員通過CRT 和操作鍵盤可調出這些窗口來監(jiān)視系統(tǒng)運行。顯示 ：系統(tǒng)軟件能

15、顯示流程圖、模擬圖、成組顯示、棒圖顯示、實時趨勢曲線趨勢圖、歷史趨勢曲線趨勢圖、報警列表和在線幫助說明等。報警 ：系統(tǒng)軟件能夠處理65000 條報警信息。可以采用聲音、閃光、顏色變化來區(qū)分未經(jīng)確認的報警和已經(jīng)確認的報警，報警信息可以記錄到文件，或用打印機打印出來，也可以用網(wǎng)絡瀏覽器瀏覽。系統(tǒng)軟件也支持多媒體技術，重要信息可以采用語音提示。系統(tǒng)軟件的報警卸出功能允許篩選某種類型的故障，以表的形式輸出到打印機或文件。打印： 打印可分為隨機性打印，周期性打印和人工召喚打印。隨機打印包括報警打印、操作記錄打印等。周期性打印包括交接班記錄、日報、月報。召喚打印可將報警歷史、制表、 SOE、追憶數(shù)據(jù)由操作

16、員召喚打 印出來。歷史數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)：歷史數(shù)據(jù)可被存儲在硬盤。存儲周期可任意設置，最小為 1 秒。 存儲點數(shù)可選部分或全部全局測點。歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn)有顯示和打印二種方法。報表 ：報表生成系統(tǒng)允許自由編輯報表格式，將數(shù)據(jù)按格式輸出?？梢酝ㄟ^命令或應用程序啟動報表輸出。每個報表中的點由操作員任意設定?？芍票淼狞c沒有上限，視所配硬盤容量而定。1) 系統(tǒng)可靠性指標MTBF>10 萬小時MTTR<5 分鐘可利用率>99.9%2) 系統(tǒng)實時性、響應時間與容量實時數(shù)據(jù)每秒刷新1 次圖形刷新周期： 1 秒鍵盤響應時間： 0.5秒趨勢記錄采樣周期1秒24小時可選定時趨勢采樣周期1秒10小時可選歷

17、史趨勢采樣周期1秒600秒可選歷史數(shù)據(jù)最大容量：128 組，每組15 個數(shù)據(jù)報表容量： 500幅，最大幅面為80行、 180列不得用于商業(yè)用途僅供個人參考3）系統(tǒng)穩(wěn)定性系統(tǒng)在環(huán)境溫度0-40C、相應濕度10-90%（不結露），輸入電壓180-270V、頻率50±5Hz、震動4g加速度、40-50HZ的環(huán)境中可連續(xù)運行。4）系統(tǒng)運行條件工作環(huán)境溫度： 工作環(huán)境濕度： 儲存環(huán)境溫度： 儲存環(huán)境濕度：輸入電壓： 電壓頻率：機械環(huán)境適應性: 安全性能：EMI :抗干擾能力：0 c 40 c0 80%-20C-+85C0c95%（無冷凝）180270V50Hzi5HZ符合GB9813-88的符

18、合UL , CSA , TUV標準符合FCC和BZTA級標準頻率470MHz、功率為5W電磁干擾和射頻2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)組態(tài)軟件為用戶提供一個簡便、實用、高效的工程平臺，可實現(xiàn)用戶的各種 監(jiān)測功能。1）組態(tài)軟件系統(tǒng)的特點：實用性：組態(tài)范圍極其廣闊，從數(shù)據(jù)庫組態(tài)到工況圖形組態(tài)到報表組態(tài)，都 可方便地實現(xiàn)。通過組態(tài)工作，絕大多數(shù)過程監(jiān)測場合的方案及功 能需求都可實現(xiàn)。高效性：該組態(tài)軟件采用了國際上先進的組態(tài)思想，在工況圖形和報表的生 成過程中，采用所見即所得方式，直接描繪出所需的報表及圖形形。方便性：該組態(tài)軟件為基于MS-Windows界面，用戶可利用鼠標,通過菜單操 作，對話框的使用、窗

19、口操作、工具箱操作、圖符的拾取等標準的 Windows操作方式，操作極為方便。組態(tài)軟件的界面為全漢字提示， 方便中國用戶。2）組態(tài)軟件系統(tǒng)的基本功能：數(shù)據(jù)庫組態(tài)：用來定義各項數(shù)據(jù)，在線運行軟件中的信號采集與轉換、報警、 顯示等任務依賴這部分數(shù)據(jù)運行。圖形組態(tài)：圖形組態(tài)工具軟件可方便地繪制出應用系統(tǒng)所需的各種總貌 圖、流程圖和工況圖。圖形組態(tài)軟件可靈活地生成多種動態(tài)顯 示方式。報表組態(tài)：表組態(tài)提供了一個圖形化的報表生成工具軟件，提供靜態(tài)制表 和動態(tài)打印功能。報表的組態(tài)過程采用所見即所得”方式，可方 便地生成漢字的班報、日報、月報、年報及其它統(tǒng)計報表。趨勢曲線設備在線自檢運行狀態(tài)在線監(jiān)測監(jiān)測軟件在

20、操作員站上運行，操作員通過通用鍵盤或專用薄膜鍵盤及鼠標實 現(xiàn)各種功能。監(jiān)測軟件系統(tǒng)的功能：畫面及流程顯示功能窗口覆蓋功能動態(tài)會話功能畫面優(yōu)先級及保護功能不得用于商業(yè)用途僅供個人參考立體流程畫面的顯示功能簡單的動畫功能歷史趨勢顯示功能（歷史趨勢顯示的是由系統(tǒng)保存的一段時間內(nèi)各變量的變化趨勢曲線。歷史趨勢曲線顯示方式分兩種: 組方式和隨機方式）報警功能聲光報警打印功能 （系統(tǒng)可打印: 實時報表、備份報表、歷史報表、事故追憶、屏幕拷貝、報警列表、報警回顧、操作記錄等；打印內(nèi)容、時間可由用戶自己定義）其他功能:系統(tǒng)狀態(tài)顯示點修改功能系統(tǒng)登錄功能操作列表功能系統(tǒng)管理功能1) 運行人員通過鼠標跟蹤點擊即可

21、完成所有操作功能，并能快捷地調用各種CRT 畫面和啟動打印記錄，操作人員可通過鍵盤操作進行參數(shù)設置和修改，對測點進行調整,對畫面和各種表格進行生成和修改。其中包括：數(shù)據(jù)庫生成：定義了系統(tǒng)的硬件配置信息和物理量設置信息等。歷史數(shù)據(jù)庫生成：完成報表中歷史點組態(tài)和在線顯示歷史趨勢曲線功能系統(tǒng)配置組態(tài)與系統(tǒng)生成：完成各站站號、冗余及允許哪些組態(tài)等定義。報表生成：為用戶提供了圖形化的報表生成軟件，組態(tài)過程采用所見即為所得方式，由用戶在報表編輯窗口內(nèi)任意繪制所需的報表格式，再定義出需打印的動態(tài)點，即完成了一幅報表編輯。顯示圖生成： 此軟件可方便地繪制應用系統(tǒng)所需的各種總貌圖、流程圖和工不得用于商業(yè)用途況圖

22、，此外圖形組態(tài)軟件還可靈活地設置多種動態(tài)顯示方式。追憶數(shù)據(jù)庫生成：主要功能是記錄并打印事故發(fā)生前后若干時間內(nèi)的相關點的采樣數(shù)據(jù)，用來作為分析事故的依據(jù)。其中追憶條件是由用戶通過事故點設定，而追憶數(shù)據(jù)由用戶通過追憶點設定。2) 強制顯示畫面：由幾個參數(shù)及幾個若干相關參數(shù)組成，以便對主要參數(shù)綜合監(jiān)視與分析，當主要參數(shù)或開關量跳變時，可以自動激活強制畫面。3) 成組顯示畫面：所有測點信息全部成組顯示。4) 趨勢曲線畫面顯示：顯示前狀態(tài)下實測工藝曲線。5) 歷史曲勢畫面顯示：顯示歷史工藝曲線。6) 報警歷史顯示：7) 各種一覽顯示：測點一覽顯示、當前報警一覽顯示8) 棒圖顯示：以棒圖形式顯示各測點的實

23、時參數(shù)。9) 系統(tǒng)的打印一律實行脫機打印，即打印的同時不影響系統(tǒng)的其它操作a：自動打?。簣缶蛴?，報表打印。b：請求打?。簹v史趨勢打印，實時趨勢打印，屏幕拷貝。c：定時制表：時報表，班報表，日報表，月報表。10) 系統(tǒng)維護處理：a：操作參數(shù)在線調整b：軟件使用權限設置c：系統(tǒng)情況查詢管理d：系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件管理1) 系統(tǒng)的可靠性中，軟件占很大的比例，因為軟件故障，特別是系統(tǒng)死機帶來的危害是最大的，因此我們所采用的系統(tǒng)軟件，整個開發(fā)過程按正向設計進行。 實時多任務操作系統(tǒng)自行設計和編寫，確保整個系統(tǒng)中沒有不清楚的部分。資源分配留出很大裕度。整個軟件經(jīng)過嚴格測試，確保系統(tǒng)不死機，不出故障。對所有接口關

24、系嚴格定義，且均設立非法進入和退出的處理措施。2) 系統(tǒng)迅速排除故障所采取的措施系統(tǒng)本身是可修復性系統(tǒng)，工作環(huán)境惡劣，且長期的不停機運行，因此，僅供個人參考故障是難免的。這就要求在設計系統(tǒng)時應盡量減少修復時間，以保證系統(tǒng) 故障影響最小。 具有非常強的自診斷能力。所有模件均周期性地進行自診斷。2、6系統(tǒng)參考標準GB/T18901.1-2002光纖傳感器第fS分：總規(guī)范SJ 20832-2002光纖溫度傳感器通用規(guī)范GB/T7424.1光纜第F分：總規(guī)范GB/T4716 93點型感溫火災探測器技術要求和試驗方法GB/T17626-1998電磁兼容試驗和測量技術DL/T 547-1994電力系統(tǒng)光纖

25、通信運行管理規(guī)程GB16838消防電子產(chǎn)品環(huán)境實驗方法及嚴酷等級GB/T 16529-1996光纖光纜連接器GB/T 12085-1989光學和光學儀器環(huán)境試驗方法GJB 3931-2000光纖光纜旋轉接頭總規(guī)范YD/T 893-1997光纖耦合器技術條件GB/T 18311.40-2003纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序GB/T 18310.4-2001纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序YD/T 778-1999光纖配線架ANSI IEEE 488可編程儀表數(shù)字接口ANSI/NFPA 70國家電氣規(guī)程ANSI NEMA工業(yè)控制設備和系統(tǒng)外殼ANSI IEEE 472沖擊電壓承受能力導則BG2423.1 6電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程GB8566計算機軟件開發(fā)規(guī)范GB8567計算機軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南GB9254信息技術設備的無線電干擾極限值和測量方法GB9385計算機軟件需求說明編制指南GB9813-88微型電子數(shù)字計算機通用技術條件IEC1131-