开关柜等局部发热电气设备火灾监测_北京品傲光电科技有限公司 无标题文档
您当前的位置:网站首页>电力行业

开关柜等局部发热电气设备火灾监测

发表日期:2016-07-01 点击击数: 570


 光纤光栅开关柜测温报警系统方案

一、电力开关柜测温预警系统

1、1系统概述

开关柜温度在线监测及早期预警系统,是针对发电厂和变电站的高压开关柜因绝缘老化或接触不良等故障的早期预测而设计的, 通过监测开关柜内多点的温度预测可能发生的故障,防止了事故的发生。

Esafe-1000报警系统,采用了当今先进的通讯技术、微处理器技术、数字化温度传感技术。独创设计的低温、强电场、潮湿环境运行技术。该系统的开发研制均在发电厂的电缆沟内及高压开关柜内经多次反复试验、攻关才得以完善,避免了高压开关柜内强大的电磁干扰,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分布式在线监测系统。

Esafe-1000系统具有良好的计算机界面、可显示高压开关柜群模拟图、显示传感器所监测的实际位置及所有中间头位置及开关轨刀闸等参数,当运行中电缆及开关柜出现异常时,显示画面及事故音响同时发出报警信号,可通过计算机的开关柜群模拟图上直接查看,并能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关柜运行的可靠性及技术管理水平。

为了与其它系统更好地连接,Esafe-1000系统采用标准通讯接口和通讯协议:RS485RS232ETHERNET IEEE802.3规范,支持IPXTCP/IP协议,由于采用ETHERNET标准,系统可与管理网互连。

 系统所能完成的功能与特点

●     通过对开关柜内连续温度监测 , 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。

●     光纤光栅准分布结构、可以实现多个探测头的串连应用,实时连续的温度监测,利于网络的布设。

●       具有网络接口,可与厂内的管理网络相连,实现信息的共享和进一步的数据处理功能。

●     传感探测头体积小,精度高。

●     通讯接口标准化:RS485RS232ETHERNET

●     温度传感器可经受ESD ±500000V高压,工作温度为-55℃+200℃,测量误差是0.5℃

●     整个系统可工作在-30 ℃+40℃可靠工作。

 

1、2光纤光栅传感介绍及其优势

     光纤光栅是以光纤为基本材料,通过激光加工形成的一种特殊器件,能够对满足布拉格条件的光进行反射,在实际工程中,要检测的点如果受到应变、温度、压力、位移和加速度等变化,波长就会改变,这样通过检测波长的变化就可以检测出此点的应力状况。进而可以判断出被检测物体的安全状况。

  同传统的电传感器相比,光纤光栅传感器具有以下优势:

1、多个相同或不同类型的传感器可以串接复用在一根光纤上,系统集成度高

2、单根光纤上串接的传感器间隔可以是几厘米或几十公里,直接实现远程传输

3、测量精度和分辨率高

4、传感器的零偏值不漂移,属于绝对量测量,长期工作性能稳定

5、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

6、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

7、重量轻,体积小,安装使用方便

8、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

       传感器串接链具有自愈合功能:正常工作时,只需将传感串接链的首端或尾端接到光纤光栅传感网络分析仪即可实现所有传感器信号的同时检测;一旦施工中的意外情况或其他灾害导致传感器串接链断损,则可以将传感链的另一端也接到光纤光栅传感网络分析仪,此时以断点为界,左右两侧所有的传感器分别通过串接链的首端和尾端连接到光纤光栅传感网络分析仪进行检测,实现自愈合。

 13系统组成与说明

光纤光栅电力电缆测温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。系统为星型网状拓扑结构,通过光纤分析仪将MIS系统与分布于电缆沟内和开关柜内的传感器连接起来。每个通道可挂接30个智能温度传感器,易于安装维护与系统拓展。光纤材质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:


开关柜在线温度检测系统方案包括以下相互关联的子系统:

1、传感器与传输系统

该系统应用先进的准分布式光纤光栅传感技术,通过光纤光栅传感器,将被测的温度量值转变成便于记录及再处理的光信号。由于从传感器输出的信号为光信号,所以可以直接通过光缆进行远距离传输。光纤光栅良好的耐环境性能也为长时期的安全监控提供了可靠的保障。

2、数据采集系统

该系统的功能:光纤光栅传感器所产生的光信号经光缆的远程传输,然后通过放置在监控室的光纤光栅传感网络分析仪直接进行数字量识别并转换为物理量,记录的数据可以在计算机终端显示、记录、保存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调用。

4、探测器主要性能指标

测温范围:-40200

最大耐温能力:220

温度分辨率:0.1

精度:±0.5

响应时间:<10S

光缆传输距离:<40km

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、信号处理器(光纤光栅网络分析仪)的主要技术指标

通道数:36

单通道最大布设探测器数量:12

工作电源:220V AC

环境温度:0℃~40

测试轮循时间:<2S



二、开关柜温度监测方案说明

2、1本系统组成介绍


   现有变电站开关柜室A(开关柜24面)距离变电站开关柜室B(开关柜24面)为500米,变电站开关柜室B距离开关柜室C(开关柜10面)为30米;现考虑对开关柜温度进行在线监测,每面开关柜6个点,共计58面开关柜,设置传感器348支。



1、本系统由传感器与传输系统,数据采集系统,监控管理软件系统构成。

2、传感器与传输系统由光纤传感器和光纤通讯网络构成。

3、数据采集系统由两台光纤传感网络分析仪,交换路由器及主工控机、声光报警器、打印机等构成。

4、声光报警器与工控机通过RS232口进行通讯。

5、打印机与工控机通过并口连接。

2、2传感器与传输系统

2.2.1传感器安装说明

1、传感器安装方式:

光纤传感器安装在柜体的固定部分的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3厘米。

系统采用光纤回路功能,每串光纤传感器在主监控室都有两个测试光纤端口,系统良好时两端口都可得到正确的测试数值,异常时可以在一定程度上提高系统的可靠性。

传感器连接组件在柜内光纤布设好后将其放入开关柜内。

传感器外形如图所示,将感温区涂上适量的导热绝缘胶,安放于被测物体表面。




3.2.2系统可靠性说明


1、系统准确运行时间:大于15

2、产品制作过程Bellcore GR-1209-CORE标准要求进行。





3、3数据采集系统介绍

本系统采用分布式体系结构,下设1个集中监测站(220KV变电站监测站),对各变电站高压开关柜被监测点温度信号进行实时采集与集中监测。





3.3.1集中监测站硬件配置

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:

3、电脑显示器配置

4、采用PI0116通道光纤光栅传感网络分析仪两台

为光纤光栅传感器阵列提供输入光源并对光纤光栅传感器输出的光信号进行解调,该系列的光纤光栅传感网络分析仪内嵌功能强大的嵌入式计算机,配置标准RS23210M以太网计算机通信接口。

5、声光报警装置,系统出现问题时发出报警信号。






3.3.2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示系统运行。




3.3.3系统总体技术性能

  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





3、系统稳定性

      系统在环境温度0-50℃、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:   0℃50℃

     工作环境湿度:   080%

     储存环境温度:   -20℃+85℃

     储存环境湿度:   0℃95%(无冷凝)

     输入电压:       180270V

     电压频率:       50HZ±5HZ




3、4监测数据管理软件系统



3.4.1组态软件系统


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。

组态软件系统的基本功能:

    数据库组态

    图形组态

    报表组态




3.4.2实时监测软件系统

监测软件在操作员站上运行,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


      ·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

          ·报警功能

          ·声光报警

          打印功能



2、5系统参考标准


GB/T18901.1-2002

光纤传感器 第一部分:总规范

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

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

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

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

IEC1131-3

国际可编程控制组态语言标准

2、6关键设备介绍

1PI0116通道光纤光栅传感网络分析仪

基本功能:

为光纤光栅传感器阵列提供输入光源并对光纤光栅传感器输出的光信号进行解析,该系列的光纤光栅传感网络分析仪内嵌功能强大的嵌入式计算机,配置标准RS23210M以太网计算机通信接口。

 

 

技术指标

项目

参数值

备注

测温精度

±0.5℃

 

单通道最大测点数

12

与每个传感器的量程有关

通道数

36

 

采样频率

50Hz

 

远程监测能力

40 km

更高的特殊要求可特制

软件

基于WINDOWS

操作系统

支持数值的直接显示,

以及光谱、中心波长显示

电源

220V

 

工作温度范围

040°C

 

计算机接口

10M以太网、RS485

 

网络接口

10M以太网

 

波长测量范围

15251565nm

 

波长分辨率

1pm

 

波长精度

3pm

 

2FBGT200-S型光纤光栅温度传感器

技术指标:

主要技术指标

标准量程

-50+200℃

测量精度

± 0.5℃

分辨率

0.1℃

零点漂移

外形尺寸

 

封装形式

非金属封装

安装方式

埋入/表面/贴片

传感头引出线

光缆,左右各为0.5m±0.1m

传感头之间级连方式

熔接或连接器连接

光栅中心波长

15251565nm

 







推荐新闻 news