在线测温报警系统.doc

光纤光栅在线测温报警系统(应用于电厂变电站电力开关柜，电缆,等某变电站封闭开关柜测温系统8 U3 F1 O2 v. t, M 4 X0 H, W% x! z9 C* G3 0 K4 S3 K1 5 5 t l5 E. e 6 q$ c8 r. Z+ Q2008年4月，由上海前所光电科技有限公司生产的光纤光栅在线测温系统在某变电站得到了应用，该变电站10kV、35kV开关室共计12面35kV开关柜和19面10kV开关柜，通过在每面开关柜的6个静触头设置光纤光栅温度传感器，实现对31面开关柜触头温度变化实时在线监测。该系统的主要设备包括：186只QST200光纤光栅温度传感器、1台QSA01-16光纤传感分析仪、1台工业控制主机和1台后台工作站。/ 6 4 e4 h- C& Hl) |; ) I- # 3 J: _4 6 $ ?8 S5 安装在每面开关柜内的6只QST200光纤光栅温度传感器通过1只QSC01-06光分路器按照星形方式并接在一根光纤上，引出到开关柜下面的电缆沟内；每两面开关柜引出的2根光纤在电缆沟内通过1只QSC01-02光分路器汇接到传输主光缆中的一根光纤上，因此，选用单模16芯无金属光缆作为传输主光缆。- s5 / c( . g, Z( X) g d4 i# c. g/ n- l?QSA01-16光纤传感分析仪放置在主控制室，通过16芯传输主光缆实现对2.2km外10kV、35kV开关室内186只QST200光纤光栅温度传感器温度数据的实时采集，温度采集频率可通过软件设定，所有测温点单次采集时间最短仅为0.04秒钟。QSA01-16光纤传感分析仪监测到的温度数据通过10/100M以太网上传给工业控制主机，由运行于工业控制主机的“前所光电光纤在线测温分析软件V1.0”实现所有测温数据的采集、显示、存储及自动报警，该软件基于“组态王Web版”开发，支持测温信息电子地图显示、运行日志查询、报表打印、多条件报警设定（高温预警、高温报警、温升速率报警、区域温差报警等）以及远程Web访问，一旦开关柜静触头出现过温过热，可自动控制声光报警器动作，并将相应的开关柜过温过热报警信息自动发送到管理人员的手机上。( D- S- E/ P3 T/ _ N j. w- u( I通信室与主控制室通过内部局域网连接，放置在通信室的后台工作站可通过Web方式查看到开关室内31面开关柜触头温度的运行状态，包括当前温度、实时温度曲线、历史温度曲线、在线测温系统的运行日志和管理维护信息。: g$ w3 Z, k1 ?5 T+ f$ Y目前，该系统已经正常运行了数月时间，并已经成功监测到1次因开关柜动触点和静触点接触不良而引起的温度异常波动，并发出了报警信息。故障处理后，系统显示该测点温度恢复正常。本系统经受住了变电所实际环境的考验，实践证明其具备长期稳定的性能，能准确监测电力开关柜内温度的变化情况，减少了变电站中因故障造成的损失。系统可与站内的管理网络相连，实现信息的共享，提高了变电站的安全性和经济性。、, k& p- I) S- a& Y: F6 v( X! P联系人：袁先生 : Y2 ) % f+ P2 W9 K : p/ x& k# V4 0 D手机 e E/ a+ A tW2 QQ：917516368下载次数:02009-3-17 15:07 监测界面.jpg (66.81 KB) 优势与特点：8 Q5 q. X- A( U9 . a a全光型，现场无需供电 h0 Ix3 j. v q 不受电磁干扰及核辐射的影响9 l$ I. c3 o4 F( k8 1 a7 E 测量精度和分辨率高，测温精度为0.5，测温分率辨为0.19 z% h) jn# u2 f) C 速度快，1秒钟内可完成多至万个监测点的温度采集与传输, k m f: Q7 d3 : I, P9 S2 k9 O 可长期应用于高温、高湿及存在化学侵蚀等的恶劣环境l6 n/ |) N3 % H% Y9 d 绝对量测量，无零漂，光源衰减和线路损耗不影响测量精度，无需现场率定 不降低被监测设备的安全等级，温度传感器和传输光纤全绝缘、耐高压、防爬电、阻燃等 i* a+ U8 sG H: Q 远程传输，距离可达数公里至数十公里，易于组网4 i N% & Q1 T! Y& p6 f 安装快速，维护简便l应用领域 1 ?, R. ( |& G, O* E! z% E3 J( m现代工业中温度监控的意义+ a k/ x& m% J: o现代工业中，工作温度的升降反映了设备运行状态和许多物理特征的变化，工业设备运行异常或故障通常表现出温度的异常变化。因此工业设备运行温度监测是设备安全监控最为有效、最为经济的手段，对设备的安全运行具有重大意义。随着光纤传感器技术的发展和应用，基于光纤布拉格（FBG）原理的准分布式光纤光栅测温系统是目前世界上最先进、最有效的温度在线监测系统，特别是在电力系统、石油化工、交通运输、工业消防等领域。$ 1 f2 Y, W* w# T/ 高压开关柜温度在线监控3 C5 k: c m0 N8 V5 a/ H% c F$ r( j高压开关柜的在线实时温度监控，是开关柜安全的重要保障。 w9 # i! I: 2 J g8 Z# J. y开关柜内部触头接触不良、插接偏心不正等原因导致过热，以致起弧烧坏设备。高压电缆接头、连接器导体部分接触不良引起异常过热，加速绝缘老化导致击穿，这是高压开关柜的主要故障形式。3 Z( D6 0 m6 $ t: g5 E通过对开关柜内温度连续监测，实现故障的早期报警，当发生故障时，提供及时报警并指明故障点位置，并提供故障分析的详尽监测数据。可以保证开关柜的安全可靠运行。. A9 h6 f7 Z/ I* g, Q, a0 E& H* ! a电力电缆温度监测3 D) p% I5 v1 D7 i; e+ W7 Z电力电缆的在线实时温度检测，具有重大现实意义：2 m) G1 i5 t% U) j% d( 9 u 运行状态监测:有效监测电缆在不同负载和不同环境温度下的发热状态，积累历史技术数据；, cw. X) M( L载流量限度分析，可以保证在不超过电缆允许运行温度的情况下，最大限度的发挥电缆的传输能力、提高经济效益；+ Y & ! m1 G4 3 A老化监测，发现电缆上的局部过热点，及时采取降温措施，延缓电缆老化速度；( 3 p5 + v- ( C. d5 d7 X; M 实时故障监测预警，发现电缆运行过程中外界因素导致的破坏； h/ _- F# g7 g5 电缆沟内火情监测与报警；; c2 m4 7 - P 电缆接头、电缆终端的温度监测与报警。# D. Z f! r* s# i- ?: f6 Z; b发电厂、大型冶金企业电缆沟防火及火情监测- s/ C$ d& o- K. : X8 d电缆沟防火直接关系到发电机组的安全运行。根据电力事故分析，由于电缆故障引发的火灾事故占相当大比例。火灾一旦发生，会导致大面积电缆坏毁，机组被迫停机，造成重大直接经济损失。实时温度检测可以提前预警，以便及时采用有效措施。) t P& C4 K, T- r$ ?8 传统的测温方法是将某些点式温度传感器安装在电缆沟的重要部位，用光缆进行温度数据传送，其优点是比较经济，但存在安装繁琐，抗电磁干扰能力低，监测不完整等缺点。另一种方法是采用感温电缆，一般只能在固定的温度值报警、误差大、难以准确定位。光纤光栅实时温度监测系统是分布的监测系统，测温点位置数量可按需要布设、精度高、响应快、传输距离远、安装方便、免维护、耐恶劣环境，抗电磁干扰、本安防爆，是有明显的技术优势。7 P# T7 x* 7 Z+ y6 Z! E( d大型电力变压器、发电机、断路器、互感器、电力电容内部/表面、母线温度监测! D# I0 y+ p1 r% j+ m3 X$ o1 e根据变压器、发电机、断路器、互感器、电力电容的温度监测要求，在设备内部或表面布设光纤光栅传感器，实现温度实时监控。& Q( l. d1 N$ J8 d, I. W变电站、发电厂母线的温度监测。- X; w* e B# V) W% 0 d重要区域的温度监测和火灾报警$ Y% K7 a( q: N) 5 如：发电厂电缆沟/桥架、电厂锅炉、变电站设备、输煤系统传输带、计算机房、电视台、通信机房、移动基站、控制机房、电线电缆通道等。$ j8 ( e+ S! G. K( v& b危险区域的温度测量和监控/ w5 T1 2 Z2 ; E6 K如：油罐、气罐、煤仓、危险品仓库等，具有本质安全防爆、无外加电源、受监控的区域不带电等优点。, y9 R9 i0 m% S) K大面积、大范围的温度测温和监控& v/ Bv( % C# a; h如：粮仓、冷库、货仓、造纸厂、酒厂、制药厂、饮料厂、烟厂等。8 j2 P. C6 g) ?$ D压力容器表面温度测量和监控v4 B9 L- j* 2 u4 W8 |如：气化炉、反应罐等., y% j; e% s- Q: J- _交通运输领域的温度监测和火情监测在电力系统中,电力设备的质量直接关系到电网的运行安全 ,而由于电力设备发热缺陷而引起的设备事故对电网的危害更大。应用红外测温诊断技术可以及时发现电力设备缺陷,特别,使设备故障得到及时的消除,避免电力系统事故的发生。红外热成像仪近年来成了热点应用诊断设备。本文对红外成像测温技术在变电站设备中的应用进行了探讨。 关键词:红外成像;变电站设备 随着电力工业向着大机组、大容量与高电压供电的方向迅速发展,保证供电系统的安全运行和保障电力设备时刻处于稳定良好的状态,成了电力管理的突出问题。由于电力设备的热效应是多种故障和异常现象的重要原因,因此,对电力设备的温度进行密切监测,是保障电力设备运行可靠的必备手段。变电站作为电力系统运行的关键环节,对其在线实时监控具有重要的意义,热像仪应用的安全效益十分明显。 1什么是红外成像测温技术 1.1红外诊断技术 任何有一定温度的物体,都会以电磁波的形式向外界辐射能量。辐射能量的大小与该物体热力学温度的四次方成正比。利用这个原理制成的红外测温仪,无需与物体接触,属于非接触式测量。红外测温技术是利用红外探测技术获取设备辐射状态的热信息,转换成温度后进行显示的技术,它能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度,以温度高低来判断其工作状态的正常与否。设备的红外辐射通过大气传输到红外测温仪,测温仪中的光学系统将设备辐射的能量汇聚到探测器上,探测器将接收的辐射能量转换成为电信号,经过信号处理后显示出来。理论和实践证明,运行中的高压电气设备运用红外测温方法比传统接触式测温有利之处较多。 1.2红外热成像技术 红外热成像技术是一种先进的在线检测技术,可在设备不停电的情况下,检测设备的运行状况。通过对电气设备表面温度及其分布的测试、分析和判断,准确地发现电气设备运行中的异常和缺陷,从而使部分事故检修转为预见性检修。应用红外测温仪和热成像仪等诊断技术可实现设备运行状态时远距离、不停电、不接触、不取样、不解体的情况下,检测出设备故障引起的异常红外辐射和温度,有效的判断设备存在的外部缺陷和内部缺陷,从而实现故障隐患的提早发现并及时进行处理,是一种先进的监测手段。 红外热成像仪的功能及优势:(1)通过对设备表面温度分布的测量,可以分析设备内部热损耗部位和性质,从而判断该设备的健康状态。热点温度直观显示,热图像清晰,能储存和打印;(2)具有定性成像与定量测量的双重功能,并有较高空间分辨率和温度分辨率,能够辨别很小的温差。实时热图像能够清晰显示在屏幕上,为建立热图像数据库提供了条件,实现了图像采集、储存、分析于一体的功能;(3)用红外热成像仪检测设备,属于远距离非接触式的扫描巡检,可以保证人身设备的安全;(4)红外热成像仪检测设备如同用摄像机录像,能够快速的对大面积的设备进行检测,能够准确、直观的发现与运行电压、电流有关的设备缺陷,还可对缺陷的性质、位置、程度做出定性、定量的判断。 红外成像测温技术应用情况:变电站的设备(装置)巡视是运行人员必须每天进行的一项重要工作,其手段方法一般为通过目测、耳听和鼻嗅等来了解运行情况,其中有以目测为主。但目测的方法有着很大的局限性,对一些发展性的缺陷,特别是内部缺陷,发热到一定程度后才有可能被发现。因此,在变电站设备(装置)的巡视中,利用红外成像测温技术就能及时发现设备(装置)的缺陷,特别是对保证安全可靠供电起到了积极的作用。红外成像仪在日常的巡视中,能很清晰地显示设备(装置)的温度场,对发热情况作很直观的观察,对同一设备(装置)的不同点温度的异常也能及时发现。具有稳定、可靠、测温迅速、分辨率高、直观、不受电磁干扰以及信息采集、存储、处理和分析方便等优点,具有其它测温仪不可替代的优点。但红外成像仪也存在重量大和价格贵等缺点,因此,红外成像仪要作为运行人员日常巡视的必备工具还不现实,但季度查评、定期夜检查或在特殊时期的检查(如电网迎峰度夏或高峰负荷时)中使用,能收到相当明显的效果。 2远程红外测温视频监控系统 远程红外测温视频监控系统由摄像机、数字云台、红外测温仪、网络视频服务器、交换机、网络通道、监控软件及监控终端等组成。本系统的最大特点是在普通的远程视频监控系统中加入高精度的数字云台和红外测温仪,组成了视频、温度远程自动检测系统。系统将自动保存每次温度巡检的记录,并可同时进行视频录像。一旦系统检测到温度异常(即超出高低温度区间设置),就会通过监控屏幕的闪烁和报警声音提示。显示、报警、预置、记录查询等都在监控中心实现。这样,既保证了测量的及时性,又减轻了人力、物力的消耗。 变电站红外与视频监控系统可以定时定点对变电站预置各测量点(每套前端采集装置最多可以设置56个测量点)自动进行数次温度和图像扫描,通过网络实时将各点温度、图像上传并存储于监控主机,同时能够在温度越限后自动报警,提高了变电站变电设备(装置)温度、视频监测的智能化、信息化、网络化水平。 本系统最大特点是在普通的远程视频监控系统中加入高精度的数字云台和红外测温仪,组成了集视频、温度监控于一体的远程变电站自动监控系统。本系统综合运用了多媒体视频技术、计算机网络技术、人工智能技术,实现了视频监控系统的网络化、数字化、应用的多媒体化以及管理的智能化。该系统能够实现热故障状态检测和诊断、设备检测和监控、漏热检测、测温分析、温度检测、红外无损探伤、温度异常报警等方面功能,安装该套系统将极大提高变电站安全运行能力,防患于未然,避免损失。该系统的使用与