电力设备热点温度在线监控预警系统(1)

1、仅供个人参考史上最快最全的网络文档批量下载、上传、处理，尽在:一、电力设备热点温度在线监控预警系统1、1系统概述For personal use only in study and research; not for commercial use电力设备热点在线监测及预警系统，是专门为保障发电厂和变电站的高压电力设备（如高压开关柜或刀闸柜）安全运行设计的。当这些关键设备使用时间过 长、过载、绝缘老化或接触不良时，均会产生局部过热现象，通过实时监测设备内多点的温度，就能预测可能发生的故障，有效防止事故的发生。Pre-E报警系统采用迅捷光电为满足工业测温需求而发明的核心技术-ECPF（Energy

2、 Concentrated Parallel Filtering。该系统的开发研制均在现场环境中经多 次反复试验、攻关才得以完善，避免了高压开关柜内强电磁干扰，完整安全地把数据传送至监视终端。因此，该系统是一种高可靠性的在线监控预警系统。Pre-E系统拥有非常直观的计算机界面，可显示高压开关柜群模拟图、传感 器所监测的实际位置、中间接头位置等参数。运行中关键热点一旦出现异常，计 算机界面及音响同时发出报警信号。操作人员可通过查 看计算机界面，迅速准确地判断出发生故障的实际位置，很大程度地提高了开电力高压设备 运行的可靠性及技术管理水平。For personal use only in stud

3、y and research; not for commercial use为了与其它系统更好地连接，Pre-E系统采用标准通讯接口和通讯协议：RS 485、RS232 和 ETHERNET IEEE802.3规范，支持 IPX 及 TCP/IP 协议，由于采用 ETHERNET 标准，系统可与管理网直接互连。系统所能完成的功能与特点: 通过对电力设备实时温度监测, 实现故障的早期预测，防患于未然。 当发生故障时，提供报警并准确确定故障点位置，指导检修工作。 所有传感头均并行连接，独立工作，便于施工和维护。 具有网络接口，可与厂内现有的管理网络相连，实现信息的共享和进一步的数据处理功能。 传感

4、探测头体积小，精度高。 通讯接口标准化：RS 485、 RS 232 和 ETHERNET。 温度传感器可经受ESD ±500000V高压，工作温度为-55C+200C,测量误差是0.5。整个系统可工作在-30 C+40C可靠工作。1、 2 光纤传感介绍及其优势迅捷光电采用的是半导体吸收式光纤温度传感技术，该传感器使用GaAs半导体材料作为温度敏感元件。在实际工程中，当要检测的点温度发生变化，GaAs材料反射波长就会随之改变，通过检测波长的变化就可以计算出该点的温度，进而可以对被检测物体的安全状况做出判断。同传统的电传感器相比，光纤传感器具有以下优势：1）可以实现多路多点的温度监测，

5、适合大规模温度点的监测；2）测量精度和分辨率高；3）传感量检测及传输均为光信号，不受电磁干扰及核辐射的影响；4）环境适应性好，可长期用于高温、高湿及存在化学侵蚀等的恶劣环境；5）重量轻，体积小，安装使用方便；6）以光信号中心波长值表征被测量，不受光强波动及传输光纤弯曲损耗等影响；不得用于商业用途仅供个人参考1、3系统组成与说明光纤式电力设备热点温度在线监控预警系统采用全数字化网络结构，提高了整个系统的抗干扰能力。系统组网时采用星型网状拓扑结构， 通过温度在线监测 分析仪将MIS系统与分布于电力设备内的传感器连接起来。每个通道可挂接18个独立工作的光纤温度传感器，易于安装维护与系统拓展。光纤材质

6、传输与光纤 传感器监测，现场完全无电保证系统能在恶劣环境下可靠运行。下图为报警系统 简化结构图：高压开关柜高压电力设备热点温度在线监控预警系统包括以下相互关联的子系统：1）传感器与传输系统该系统运用先进的光纤传感技术，通过光纤传感器，将待测处的温度信号转 变成易于记录及再处理的光信号，从而可以直接通过光缆进行远距离低损耗传 输。2）数据采集系统光纤传感器所产生的光信号经远程传输到达在线监控分析仪，该分析仪能直 接进行数字量识别并还原为温度量，计算出来的数据可以在计算机终端上显示、 保存、绘图处理或直接进入监测数据库。3）监测数据管理软件系统该系统的目的是根据各监测项目的特点，使各种不同类型的数

7、据通过恰当的 组织被有效地储存起来。在保证必要信息储存的前提下，尽量减少数据冗余度。 该管理系统能方便地从数据量系统中获取数据， 同时数据可以被不同用户方便地 不得用于商业用途仅供个人参考调用。4) 光纤传感器主要性能指标测温范围：-20180c温度分辨率：0.5精度：± 1响应时间：<1S光缆传输距离：<20km温 度 传 感 器 可 经 受 ESD ±500000V 高 压 ， 全天候工作。使用寿命：150000小时(大于15年)5) 温度在线监测分析仪的主要技术指标通道数：1 32每通道最大布设传感器数量：18工作电源：220V AC环境温度：0c40c测

8、试时间：<1S不得用于商业用途、变电站电力设备热点温度监测方案说明2、 1 系统运行目标1) 采用光纤温度传感器和温度在线监测分析仪对变电站内高压开关柜三相电缆、刀闸等接触点、母排进行在线式温度实时监测；2) 在变电站监控室内对采集到的温度信号进行分析、预警报告；3) 系统开关柜共23 面(每面测12 个点) ，刀闸柜共6 面(每面测9 个点) ，其他测量点共计30 个；4) 沿被测开关柜布设一根监测光缆，每个开关柜引出12 个光纤温度传感器，对高压开关柜的三相温度、刀闸温度及母排温度进行实时监测；5)测温范围：-20180C；6) 测温精度：±1；7) 空间分辨率：光纤探头2

9、 厘米，自由展开光纤小于4 米；8) 测量时间：采样周期小于1 秒；9) 系统准确运行时间15 年以上；10) 有效辨识被测设备的老化、过热和火灾发生，具备预警功能，能针对每台设备的触点运行状况进行智能化预测分析，对每台设备或触点建立独立档案库历史纪录，按需求设置相应的记录、报表及打印功能。仅供个人参考2、2系统组成介绍刀闸柜其他接头1）本系统由光纤温度传感器与传输系统（光纤及配件），数据采集系统（温度在 线分析仪），监控管理软件系统构成。2）数据采集系统由温度在线分析仪、主工控机、声光报警器、打印机等构成。3）声光报警器与工控机通过 RS232 口进行通讯。4）打印机与工控机通过并口连接。不

10、得用于商业用途2、3传感器与传输系统220KV变电站主监控室厂传输用|单芯光缆1分24光纤接续盒传感器组件 连接盒开关柜开关柜开关柜开关柜开关柜传感器组 件连接盒刀闸柜 变电站光纤连接器 温度传感器1）传感器安装方式光纤传感器安装在柜体固定部分的 6个静触头上，采用耐高温环氧粘接剂或 金属卡箍的方式安装到开关柜的静触头或动触头上。 柜内传输光纤最小弯曲半径 大于5厘米。2）柜内相邻传感器连接方式柜内传感器采用接头的方式进行连接，每个柜内的6或者12个传感器为一组， 光纤连接头在传感器组件连接盒内。3）柜与柜之间的传感器连接方式柜间传感器连接采用光纤合束器进行连接，每个光纤合束器并联连接2-3个

11、开关柜（视每个柜的测量点数而定）。柜间传感器互相之间互不干扰。光纤合束 器与传感器组件之间采用光纤连接器进行连接，以利于传感器的安装和维修。4）触点间的高压隔离传感器间的传输光纤采用光纤自身和传感器连接盒组件进行高压隔离，有效 隔离爬电。5）上位机与分析仪问通讯两者之间采用10M/100M自适应以太网口进行连接。6）上位机与报警器连接两者之间采用RS232 口进行通讯1）系统说明口开关柜 2路光纤合束器4或6路光纤合束器=4芯光缆一单芯光缆24芯光缆变电站内部光纤网络布设示意图变电站内共计23面开关柜，6面刀闸柜，每面开关柜需监测12个温度点，每 面刀闸柜需监测9个温度点，其中主变低压过桥铝排

12、需监测 15点温度，主变 低压套管需监测15点温度，总计需传感器数量360支。系统预设通道总量24。每个通道各自同时测试18个温度点。系统最大容纳传感器数量432支，实际布设量360支。 监控室与高压开关柜之间铺设 24芯光缆，传感监测系统中使用光缆数量20芯，其余数量为以后的供电系统集中控制做预留。2）光纤光缆布设方式 监控室与变电站内柜子所在位置布设 24芯光缆，光缆通过电缆沟布设。 单芯光缆在室内的布设使用 PVC«管进行保护。2.3.3系统可靠性说明1）系统准确运行时间：大于15年2）产品制作过程按 Bellcore GR-1209-CORE标准要求进行。厅P原料名称规格型号

13、需要数量备注口光纤温度传感器-20 180 cFTS100 1360 只 12光纤接续盒一进24出13传感器组件连接 盒20524芯光缆500米r 6单芯光缆? ?米7PVC套管?米2、4数据采集系统介绍本系统采用分布式体系结构，设1个集中监测站（220KV变电站监测站）， 变电站高压设备被监测点温度信号进行实时采集与集中监测。仅供个人参考1) 采用一台主机与一台从机同时运行，自动切换。当一台出现问题，另一台继 续正常工作，不影响系统的正常运行。为系统安全可靠运行提供保障。2) 电脑主机配置： 采用研华工控机P4 2.4G/256M/80G/52X/1.44MB /自适应网卡(10M/100M

14、 ) /10M以 太 网 卡 /罗 技 光 电 套 装 键 盘 鼠 标 /声 卡 、 音 箱 、 预 装 WINDOWS2000+SP4 操作系统3) 电脑显示器配置 飞利蒲显示器：201B4/21 寸4) 采用 24 通道光纤温度在线监测仪一台5) 声光报警装置，系统出现问题时发出报警信号。2.4.2 监测站功能监测站功能用来实现操作和监视。完成显示、报警、打印、历史数据记录和再现及报表等功能。我们采用的系统软件可在一个CRT 上开多个显示窗口，各窗口中同时显示不同的实时更新的内容。所有的显示和人机对话都是汉化的。运行人员通过CRT 和操作键盘可调出这些窗口来监视系统运行。显示 ：系统软件能

15、显示流程图、模拟图、成组显示、棒图显示、实时趋势曲线趋势图、历史趋势曲线趋势图、报警列表和在线帮助说明等。报警 ：系统软件能够处理65000 条报警信息。可以采用声音、闪光、颜色变化来区分未经确认的报警和已经确认的报警，报警信息可以记录到文件，或用打印机打印出来，也可以用网络浏览器浏览。系统软件也支持多媒体技术，重要信息可以采用语音提示。系统软件的报警卸出功能允许筛选某种类型的故障，以表的形式输出到打印机或文件。打印： 打印可分为随机性打印，周期性打印和人工召唤打印。随机打印包括报警打印、操作记录打印等。周期性打印包括交接班记录、日报、月报。召唤打印可将报警历史、制表、 SOE、追忆数据由操作

16、员召唤打 印出来。历史数据记录和再现：历史数据可被存储在硬盘。存储周期可任意设置，最小为 1 秒。 存储点数可选部分或全部全局测点。历史数据的再现有显示和打印二种方法。报表 ：报表生成系统允许自由编辑报表格式，将数据按格式输出。可以通过命令或应用程序启动报表输出。每个报表中的点由操作员任意设定。可制表的点没有上限，视所配硬盘容量而定。1) 系统可靠性指标MTBF>10 万小时MTTR<5 分钟可利用率>99.9%2) 系统实时性、响应时间与容量实时数据每秒刷新1 次图形刷新周期： 1 秒键盘响应时间： 0.5秒趋势记录采样周期1秒24小时可选定时趋势采样周期1秒10小时可选历

17、史趋势采样周期1秒600秒可选历史数据最大容量：128 组，每组15 个数据报表容量： 500幅，最大幅面为80行、 180列不得用于商业用途仅供个人参考3）系统稳定性系统在环境温度0-40C、相应湿度10-90%（不结露），输入电压180-270V、频率50±5Hz、震动4g加速度、40-50HZ的环境中可连续运行。4）系统运行条件工作环境温度： 工作环境湿度： 储存环境温度： 储存环境湿度：输入电压： 电压频率：机械环境适应性: 安全性能：EMI :抗干扰能力：0 c 40 c0 80%-20C-+85C0c95%（无冷凝）180270V50Hzi5HZ符合GB9813-88的符

18、合UL , CSA , TUV标准符合FCC和BZTA级标准频率470MHz、功率为5W电磁干扰和射频2.5监测数据管理软件系统组态软件为用户提供一个简便、实用、高效的工程平台，可实现用户的各种 监测功能。1）组态软件系统的特点：实用性：组态范围极其广阔，从数据库组态到工况图形组态到报表组态，都 可方便地实现。通过组态工作，绝大多数过程监测场合的方案及功 能需求都可实现。高效性：该组态软件采用了国际上先进的组态思想，在工况图形和报表的生 成过程中，采用所见即所得方式，直接描绘出所需的报表及图形形。方便性：该组态软件为基于MS-Windows界面，用户可利用鼠标,通过菜单操 作，对话框的使用、窗

19、口操作、工具箱操作、图符的拾取等标准的 Windows操作方式，操作极为方便。组态软件的界面为全汉字提示， 方便中国用户。2）组态软件系统的基本功能：数据库组态：用来定义各项数据，在线运行软件中的信号采集与转换、报警、 显示等任务依赖这部分数据运行。图形组态：图形组态工具软件可方便地绘制出应用系统所需的各种总貌 图、流程图和工况图。图形组态软件可灵活地生成多种动态显 示方式。报表组态：表组态提供了一个图形化的报表生成工具软件，提供静态制表 和动态打印功能。报表的组态过程采用所见即所得”方式，可方 便地生成汉字的班报、日报、月报、年报及其它统计报表。趋势曲线设备在线自检运行状态在线监测监测软件在

20、操作员站上运行，操作员通过通用键盘或专用薄膜键盘及鼠标实 现各种功能。监测软件系统的功能：画面及流程显示功能窗口覆盖功能动态会话功能画面优先级及保护功能不得用于商业用途仅供个人参考立体流程画面的显示功能简单的动画功能历史趋势显示功能（历史趋势显示的是由系统保存的一段时间内各变量的变化趋势曲线。历史趋势曲线显示方式分两种: 组方式和随机方式）报警功能声光报警打印功能 （系统可打印: 实时报表、备份报表、历史报表、事故追忆、屏幕拷贝、报警列表、报警回顾、操作记录等；打印内容、时间可由用户自己定义）其他功能:系统状态显示点修改功能系统登录功能操作列表功能系统管理功能1) 运行人员通过鼠标跟踪点击即可

21、完成所有操作功能，并能快捷地调用各种CRT 画面和启动打印记录，操作人员可通过键盘操作进行参数设置和修改，对测点进行调整,对画面和各种表格进行生成和修改。其中包括：数据库生成：定义了系统的硬件配置信息和物理量设置信息等。历史数据库生成：完成报表中历史点组态和在线显示历史趋势曲线功能系统配置组态与系统生成：完成各站站号、冗余及允许哪些组态等定义。报表生成：为用户提供了图形化的报表生成软件，组态过程采用所见即为所得方式，由用户在报表编辑窗口内任意绘制所需的报表格式，再定义出需打印的动态点，即完成了一幅报表编辑。显示图生成： 此软件可方便地绘制应用系统所需的各种总貌图、流程图和工不得用于商业用途况图

22、，此外图形组态软件还可灵活地设置多种动态显示方式。追忆数据库生成：主要功能是记录并打印事故发生前后若干时间内的相关点的采样数据，用来作为分析事故的依据。其中追忆条件是由用户通过事故点设定，而追忆数据由用户通过追忆点设定。2) 强制显示画面：由几个参数及几个若干相关参数组成，以便对主要参数综合监视与分析，当主要参数或开关量跳变时，可以自动激活强制画面。3) 成组显示画面：所有测点信息全部成组显示。4) 趋势曲线画面显示：显示前状态下实测工艺曲线。5) 历史曲势画面显示：显示历史工艺曲线。6) 报警历史显示：7) 各种一览显示：测点一览显示、当前报警一览显示8) 棒图显示：以棒图形式显示各测点的实

23、时参数。9) 系统的打印一律实行脱机打印，即打印的同时不影响系统的其它操作a：自动打印：报警打印，报表打印。b：请求打印：历史趋势打印，实时趋势打印，屏幕拷贝。c：定时制表：时报表，班报表，日报表，月报表。10) 系统维护处理：a：操作参数在线调整b：软件使用权限设置c：系统情况查询管理d：系统数据文件管理1) 系统的可靠性中，软件占很大的比例，因为软件故障，特别是系统死机带来的危害是最大的，因此我们所采用的系统软件，整个开发过程按正向设计进行。 实时多任务操作系统自行设计和编写，确保整个系统中没有不清楚的部分。资源分配留出很大裕度。整个软件经过严格测试，确保系统不死机，不出故障。对所有接口关

24、系严格定义，且均设立非法进入和退出的处理措施。2) 系统迅速排除故障所采取的措施系统本身是可修复性系统，工作环境恶劣，且长期的不停机运行，因此，仅供个人参考故障是难免的。这就要求在设计系统时应尽量减少修复时间，以保证系统 故障影响最小。 具有非常强的自诊断能力。所有模件均周期性地进行自诊断。2、6系统参考标准GB/T18901.1-2002光纤传感器第fS分：总规范SJ 20832-2002光纤温度传感器通用规范GB/T7424.1光缆第F分：总规范GB/T4716 93点型感温火灾探测器技术要求和试验方法GB/T17626-1998电磁兼容试验和测量技术DL/T 547-1994电力系统光纤

25、通信运行管理规程GB16838消防电子产品环境实验方法及严酷等级GB/T 16529-1996光纤光缆连接器GB/T 12085-1989光学和光学仪器环境试验方法GJB 3931-2000光纤光缆旋转接头总规范YD/T 893-1997光纤耦合器技术条件GB/T 18311.40-2003纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序GB/T 18310.4-2001纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序YD/T 778-1999光纤配线架ANSI IEEE 488可编程仪表数字接口ANSI/NFPA 70国家电气规程ANSI NEMA工业控制设备和系统外壳ANSI IEEE 472冲击电压承受能力导则BG2423.1 6电工电子产品基本环境试验规程GB8566计算机软件开发规范GB8567计算机软件产品开发文件编制指南GB9254信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法GB9385计算机软件需求说明编制指南GB9813-88微型电子数字计算机通用技术条件IEC1131-