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光纤光栅温度在线监测系统应用在电力安全监测中的必要性

bj2008  发表于 2009/3/22 2:44:53      1319 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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光纤光栅温度在线监测系统应用在电力安全监测中的必要性

发电厂、变电站电气设备的各种触点、连接点,如开关触点、电缆接头、母线联接点、发电机和变压器引接线接头、电动机接线盒接头等,由于高电压、大电流的作用,易引起局部高温。以发电厂6KV10KV开关柜为例,抽屉式开关柜的触点在长期运行过程中,因老化、松动或污染易造成间隙或接触电阻增大,在通流时引起持续发热,严重时将造成开关柜烧损甚至引发更大的事故。近年来,类似的事故已发生多起,已造成火灾和大面积的停电事故。

长期以来,开关柜触头的温度很难实时监测,这是因为开关柜空间有限,但柜内元件较多,且高压带电元件大多裸露,常规的温度测量方法无法使用。普通的温度监测方法主要采用热电偶、热电阻、半导体温度传感器等温度传感元件实现的,这种方法要么传感器本身带有金属,要么需要金属导线传输信号,在紧凑的开关柜内,要实现系统可靠的绝缘困难重重。

电气设备的过热故障可分为外部热故障和内部热故障两类:

外部热故障:电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用下,接头温度升高,接触电阻增大,恶性循环造成隐患。此类故障占外部热故障的90%以上。据数据统计,可以看到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%,它们的平均温升约在30度左右,其它外部接头的平均温升在20-25度之间,结合检测经验,按温升的多少,可将外部故障分为轻微、一般和严重三种。

内部热故障: 高压电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中,如电缆,内部热故障一般都发热时间长而且较稳定,与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递,使局部温度升高,因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断高压电气设备(如电缆)的内部故障。

红外测温虽为非接触式测温,但它易受环境及周围的电磁场干扰,目前常用的是利用手持式红外热成像仪或点测仪进行人工非在线式温度测量。当需要在线监测时,由于红外测温探头需要与被测点保持一定的距离,探头的安装以及温度信号的传输同样非常困难,而且只测量的只是一个辐射值,测量误差大。

光纤光栅温度传感器采用光纤光栅作为测温敏感元件,由于光纤具有优异的绝缘性能,可直接将传感器安装到开关柜内的裸露触点上,并方便地将测量信号传输至开关柜外,实现触点运行温度的在线监测。

光纤光栅温度在线监测系统采用光纤光栅温度传感器进行温度的传感,采用光纤传输温度信号,使系统的介质实现了全光纤化,由于光纤固有的高绝缘性和抗电磁场干扰性能,从根本上解决了上述难题。

光纤光栅温度在线监测系统具有极高的安全性、可靠性和测量精度,安装施工方便,对温度量进行全数字化处理,具有通信功能,既可自成系统,也可方便地接入其他系统,如DCSECSSISMIS等。

高压电力设备火灾监测及火灾预警系统应用范围

 

预警系统的组成

 

高压设备温度在线监测系统,采用了当今先进的通信技术、微处理器技术、数字化温度传感技术及以及独创设计的低温、强电场、潮湿环境运行技术,避免了高压设备内强大电场的干扰,完整安全地把数据传送至监视终端。

 

该系统针对目前高压设备中引发温度故障最频繁的位置设置温度监测点,基本上分为四大部分,第一、发电机“定子”轴承温度监测;第二、高压变压器的绕组温度监测;第三、高压开关的开关触点及刀闸温度监测;第四、电缆沟内高压电缆接头的温度监测。并且针对这四部分分别设定了相应的温度监测方式。

 

该系统具有良好的计算机界面、可显示高压设备模拟图、显示传感器所监测的实际位置及所有高压设备型号、位置及开关刀闸等参数,当运行中高压设备出现异常时,显示画面及事故音响同时发出报警信号,可通过计算机的高压设备模拟图上直接查看,并能迅速准确地判断出发生故障的实际位置,很大程度上提高了开关柜运行的可靠性及技术管理水平。

 

系统体系结构

 

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、开关柜、变压器以及发电机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:

                                   图一、光纤光栅高压开关温度监测系统结构图

 

       该子系统的温度测点分布在高压开关的触点及刀闸处,可以在高压开关的运行过程中实时的采集高压开关的工作温度,对于高压开关的异常温升会直接发送到控制室,从而有效的保障了输配电的安全可靠,解决了以往高压开关无法在运行过程中监测的难题。

 

 

图二、光纤光栅高压电缆接头温度监测系统结构图
 

    该子系统的温度测点分布在高压电缆的接头处,因为高压设备的发热基本上都是由接触点发热开始的,因此只需对高压电缆的接头进行监测即可实现对电缆的温度监测功能,防止电缆过热燃烧。

 

 

图三、光纤光栅发电机定子测温系统结构图

 

    该子系统的温度测点分布在发电机的定子上,目前发电机的定子是不进行温度监测的,而发电机的定子一旦过热或与转子发生局部接触,则会导致定子温度异常温升,从而烧毁发电机,一台发电机的成本都在几百万到上千万元,而使一台发电机从静止到运转起来的燃料费用也在数百万元至多,因此对发电机定子的温度监测是迫在眉睫的。

 

该系统采用全光测量,解决了以往电测量无法解决的难题,为发电厂的安全生产提供了有力的技术支持。

 

北京菲博泰光电科技有限公司,专业生产光纤光栅在线测温的仪器。
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、电力方面主要针对:高压开关柜测温、电缆接头测温、铜铝排压接面积的测温、干式变压器测温、高压母线测温、发电机“定子” 轴承温度监测;高压变压器的绕组温度监测、高压开关的开关触点及刀闸温度监测;电缆沟内高压电缆接头的温度监测。
电力行业
电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位
电缆隧道、夹层的火情监测
发电厂和变电站的加的温度监测、故障点的检测和火灾报警
水利土木建筑行业
大坝、河堤的渗漏,桥梁及其他混凝土结构裂变的监测
大坝、河堤、桥梁的混凝土凝固与养护温度与应变监测
大型民用工程的结构健康监测
公路 、地铁隧道行业
隧道、地铁、公路的火灾监测和报警
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、 石化方面:储油罐测温、储气罐测温、隧道温度监测、输油管道、井下测温、地热井测温。
有意向可联系先生:13240016646010-68638048-618  QQ:834069600

 

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