现代测试技术-课程分析设计.docx

选择一种需要温度检测的电力设备，分析温度检测的必要性及面临的问题。电力设备工作时，各部件正常发热不应超过其最高允许温度，才能保证安全运行。对电力设备运行状态进行温度在线监测能及时发现设备异常，并采取措施以避免事故的发生。在对温度在线监测几种方式分析基础上，提出电力设备温度在线监测技术关键，针对电力系统运行中超温事故多发的部分电力设备的薄弱环节和最热点部位进行温度在线监测，提出具体的技术解决方案供探讨。电力设备过热的主要原因是过电流，单仅仅监视电流不能准确反映设备是否超温，因为温度是各种因素影响的综合反映。电力设备导电连接处、插接处的电接触状况不良是引起该处温度过高的重要原因，即使在正常电流下也会超过最高允许温度。据统计，电网中因母线接触不良导致的故障占全部故障的10%，因此连接处和插接处是在线监测的主要部位。原国家电力工业部颁布带电设备红外诊断技术应用导则主要应用热成象手段和红外诊断技术对6kV以上电力设备表面温度场进行检测和诊断，为检修提供依据。由于红外检测只能检测到设备表面温度，如果红外辐射受阻挡，就只能检测到热辐射的温度“投影”，而不能检测到内部缺陷部位的真实温度。红外检测属离线监测，不能反映温度的变化过程和及时发现设备异常。温度在线监测能及时发现设备内部发热缺陷，发挥其测温准，能预警、通信、直接判断、使用方便等优势1常用温度在线监测相关产品存在的不足1.1干式变压器绕组温度在线监测用温控器温控器采用铂电阻作传感器，由于它无绝缘，进行耐压试验时必须将传感器与温控器分离，而实际运行中的过电压常损坏温控器；它的引线耐热不能满足干式变二次侧短路时，动热稳定350高温要求，传感器常烧坏。1.2电力变压器油温在线监测的压力式带电阻式温度计该温度计采用铂电阻作传感器，由于其自身电阻值太小，受引线电阻影响较大。特别是引线中多个接线端子接头电阻在运行中因氧化、松动、检修等引起变化是无法进行温度补偿的。所以普遍存在显示油温值与实际油温偏差过大的通病，影响显示温度值的可信度，又没有多部位油温监测，急需替代产品。2急需温度在线监测的电力设备及其部位2.1中压开关设备中压开关设备除老设备外，多数是封闭式结构，还带防误闭锁。运行时不能打开遮挡红外辐射的门或盖板进行红外检测。设备内部导电的接头和插头在运行、动作过程会因电磨损、机械操作和短路电动力引起机械振动等原因使接触电阻增加，引起温度升高，加剧接触表面氧化，造成设备重大故障。开关设备最经常发生故障的是手车触头和进出线端电缆连接处。2.2干式变压器中压绕组随着电力设备发展，出现110kV高电压干式电力变压器和铁路系统专用的干式变压器。其二次侧为610kV等级，还有一些二次侧电压高于660V的特殊干式变压器，对它们二次绕组温度监测还尚无可靠的在线监测产品。2.3柱上变压器（公用变）低压出线端公用变受户外环境影响，二次侧多数无保护，常出现烧毁事故。据统计，主要原因是出线端过热引起的。电力变压器运行规程中第5.1.4条变压器日常巡视检查内容中规定，其引线接头、电缆、母线应无发热迹象。以往是通过人为目测、滴水、观察套管是否漏油等办法进行判断。由于巡查工作量大，容易被忽视，造成公用变突发事故。当变压器三相负载严重不平衡时，过大的中线电流经偏小的变压器中线出线端，如果出线端接触又不良，则容易因发热被烧断，导致大量家用电器损坏。因此急需对其进行温度在线监测。2.4箱式变电站国内制造的箱式变是将相关设备组合在全封闭的箱体内，大多数未进行成套性设计、试验。因封闭、甚至多重封闭，结果影响设备散热。又由于设备降容幅度难以合理确定，均可能导致内部设备超温。国家电力公司在箱式变电站招标书中要求变压器、高低压电器所有设备的运行温度不超过其最高允许温度。这就需要对它们进行温度在线监测。目前箱式变一般仅对变压器油温进行检测并随其温度变化自动投切通风机。由于没有相应的产品配套，对变压器出线端、低压开关和高压开关进出线端的温度均没有按要求进行温度在线监测。2.5电缆的接头和电缆终端与电器设备的连接处电缆的接头处多为现场制作，如果制作、安装不到位经运行容易发生电接触问题而超温。从表1中发现电缆长期允许温度比电器外部导体连接端的最高允许温度低1540。由于两者标准的差异，使得电缆经常承受电器高温的危害，所以电缆与电器连接处成为薄弱环节，需重点防患。尤其需要对高压开关柜的进出线端电缆连接处进行温度在线监测选择一种适合的电力温度传感器，介绍其原理，特点光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，称为被调制的信号光，再过利用被测量对光的传输特性施加的影响，完成测量.1.光纤的结构2.光纤的传光原理3.光纤传感器工作原理（1）功能型利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成（2）传光型光纤仅仅起传输光的作用，它在光纤端面或中间加装其它敏感元件感受被测量的变化。1光纤传感器的测量原理有两种。（1）物性型光纤传感器原理，物性型光纤传感器是利用光纤对环境变化的敏感性，将输入物理量变换为调制的光信号。其工作原理基于光纤的光调制效应，即光纤在外界环境因素，如温度、压力、电场、磁场等等改变时，其传光特性，如相位与光强，会发生变化的现象。因此，如果能测出通过光纤的光相位、光强变化，就可以知道被测物理量的变化。这类传感器又被称为敏感元件型或功能型光纤传感器。激光器的点光源光束扩散为平行波，经分光器分为两路，一为基准光路，另一为测量光路。外界参数(温度、压力、振动等)引起光纤长度的变化和相位的光相位变化，从而产生不同数量的干涉条纹，对它的模向移动进行计数，就可测量温度或压等。（2）结构型光纤传感器原理，结构型光纤传感器是由光检测元件(敏感元件)与光纤传输回路及测量电路所组成的测量系统。其中光纤仅作为光的传播媒质，所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。特点一。灵敏度较高；二。几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；三。可以制造传感各种不同物理信息（声、磁、温度、旋转等）的器件；四。可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境；五。而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。光纤传感器的优点是与传统的各类传感器相比，光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，具有光纤及光学测量的特点，有一系列独特的优点。电绝缘性能好，抗电磁干扰能力强，非侵入性，高灵敏度，容易实现对被测信号的远距离监控，耐腐蚀，防爆，光路有可挠曲性，便于与计算机联接。传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展，它能够在人达不到的地方（如高温区或者对人有害的地区，如核辐射区），起到人的耳目作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。2在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受电磁场的干扰，无法在这类场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普遍光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点温度，定位精度可达米的量级，测量精度可达1度的水平，非常适用大范围交点测温的应用场合。选择一种适合你设计系统的远程通讯方法，并介绍其原理特性和优点。GPRS原理特性及优点摘要：电力生产中配电自动化、负荷管理、远程抄表乃至调度自动化等对通信通道的需求十分迫切。在对GPRS通信技术原理、性能、特点和QoS简要介绍的基础上，分析了GPRS在电力生产中应用的可行性(包括安全性、可靠性、可用性和经济性等)；通过对电力生产中的配电自动化系统、负荷管理系统、远程自动抄表系统以及调度自动化系统通信的需求和特点分析，提出了GPRS通信技术在电力生产中的具体应用方式。关键词：无线通信；GPRS；电力生产引言近年来，电网的发展规模越来越大，对自动化运行水平的要求越来越高，不仅要实现调度自动化，而且对配电自动化、负荷管理自动化以及远程抄表等都提出了很高的需求。而这些自动化系统的数据都需要通信通道的传输，如何合理、有效解决通道需求的问题，就成为一个十分重要和迫切的问题。GPRS(General Packet Radio Service)是一种基于第二代移动通信系统GSM的25 G无线分组交换技术。这种技术非常适合传输间断的、突发的、数据量不大(偶尔的批量数据)的数据，而电力生产中的配电自动化、负荷管理自动化以及远程抄表等的数据恰好具有这样的特点。所以，本文就GPRS通信技术进行介绍，并分析了在电力生产中的应用，以期加强对GPRS的认识，为在电力生产加以应用提供参考。GPRS是在GSM系统的基础上引入新的部件而构成的无线数据传输系统，它使用分组交换技术，能兼容GSM并在网络上更加有效地传输高速数据和信令。从图1中可看出。GPRS是一个以分组交换为基础的系统，通过在GSM系统上增加SGSN和GGSN来实现无线分组交换数据业务，具有与其他分组数据系统一样的特性，特别适合突发性分组数据的传输。由于使用了分组交换技术，在无线接口上可以按需分配信道资源(统计时分复用)。一方面，每个用户可以根据需要同时使用多个信道最多8个；另一方面，同一信道又可以同时由多个用户共享。GPRS理论上能提供9051712 kbits的数据传输速率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及TDMA帧结构。因此，在GSM上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。GPRS系统在无线资源分配上采用动态信道分配方式，仅在有效数据通信时占用物理信道资源。因此，既可以长时间保持在线，又