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WAB/DL—98智能電纜溫度在線監測系統 一、引言 隨著機組容量的增大,自動化水平相應提高,電纜用量越來越多.一臺200MW機組,各類電纜長達200-30 0Km.某電廠一期工程2臺500 MW 超臨界參數機組,電纜用量達30 00K m.由于電纜長度增加,其火災事故的發生幾率也相應 火力發電廠一旦發生電纜火災,將造成嚴重損失.目前在建和運行中的火力 發電廠,大多仍采用易燃電纜,因此,電纜防火問題尤為突出. 美國在196 5-1 975年統計的328 5次電氣火災事故中,電線電纜火災事故就占30.5 %,直接損失約4 000萬美元. 日本曾對電力,鋼鐵,石油化學,造紙等工廠企業調查,有78%的單位發生過電纜著火,其中危害程度較大的事故占40%.國內,據有關資料統計,近20年來,我國火電廠發生電纜火災140多次,其中1 986-19 92年7年間竟達75次.有24個電廠發生過二次及以上電纜火災事故,個別電廠達4-6次.7 0%以上的電纜火災所造成的損失非常嚴重,其中2/5的火災事故造成特大損失.1 975-19 85年間,因電纜著火延燃造成的重大事故發生60起,造成直接和間接損失達50多億元. 二,電氣設備過熱的規律和特征 電氣設備的過熱故障可分為外部熱故障和內部熱故障兩類: 2-1,外部熱故障 電氣設備的外部熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因,在大電流作用下,接頭溫度升高,接觸電阻增大,惡性循環造成隱患.此類故障占外部熱故障的90%以上.統計近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個數據,可以看到線夾和刀閘觸頭的熱故障占整個外部熱故障的77%,它們的平均溫升約在30℃左右,其它外部接頭的平均溫升在20-25℃之間,結合近幾年的檢測經驗,按溫升的多少,可將外部故障分為輕微,一般和嚴重三種. 2-2,內部熱故障 高壓電氣設備內部熱故障的特點是故障點密封在絕緣材料或金屬外殼中,如電纜,內部熱故障一般都發熱時間長而且較穩定,與故障點周圍導體或絕緣材料發生熱量傳遞,使局部溫度升高,因此可以通過檢測其周圍材料的溫升來診斷高壓電氣設備(如電纜)的內部故障 2—3電纜故障原因分析 根據電力事故分析,電纜故障引起的火災導致大面積電纜燒損,造成被迫停機,短時間內無法恢復生產,造成重大經濟損失.通過事故的分析,引起電纜溝內火災發生的直接原因是電纜中間頭制作質量不良,壓接頭不緊,接觸電阻過大,長期運行所造成的電纜頭過熱燒穿絕緣,最后導致電纜溝內火災的發生 三,系統功能 3-1 系統概述: WAB/DL—98型電纜在線監測系統,采用了當今先進的通訊技術,微處理器技術數字化溫度傳感技術及離子感煙技術.獨創設計的低溫,強電場,潮濕環境運行技術.該系統的開發研制均在發電廠的電纜溝內經多次反復試驗,攻關才得以完善,避免了電纜溝內強大電場的干擾,完整安全地把數據傳送至監視終端.因此,該系統是一種高可靠性的分布式電纜在線監測系統該系統具有良好的計算機界面,可顯示電纜溝道模擬圖,顯示傳感器所監測的實際位置及所有電纜型號,長度,截面,中間頭位置等參數,當運行中電纜出現異常時,顯示畫面及報警音響同時出現,可通過計算機的電纜溝道模擬圖上直接查看,并能迅速準確地判斷出發生故障的實際位置,很大程度地提高了電纜運行的可靠性及技術管理水平. 3-2 連續的溫度測量及顯示 通過對電纜頭或電纜本身的連續溫度測量,能夠預測電纜頭或電纜本身的故障趨勢,及時提供電纜故障部位和檢修指導,避免發生重大事故. 3-3 煙霧檢測 作為系統的一種輔助措施,離子型感煙裝置能夠檢測電纜溝道中的煙霧.這種煙霧是由于電纜發熱燒損絕緣層而產生的. 3-4 通訊接口標準化 為了與其它系統更好地連接,本系統采用標準通訊接口和通訊協議:RS-4 85和E THE RNE T IEE E80 2. 3規范,支持IPX及TCP /IP協議,由于采用ETH ERN ET標準,系統可與管理網互連 3-5 隔離,耐高壓及工作溫度 現場智能集線器與通訊總線采用完全隔離措施,能經受的電壓沖擊典型值為1 500 VRM S/分鐘或2 005VRM S/秒. 溫度傳感器可經受E SD ?1 000 0V高壓,工作溫度為-55℃?1 25℃,測量誤差是0.5℃. 整個系統可工作在-30℃?85℃可靠工作 3-6 質量認證及鑒定標準 離子煙霧傳感器具有UL (美國)認證,并通過中國消防局鑒定. 溫度傳感器通過Mee ts UL# 913 (4t h E dit ) 本系統部件均通過I SO-90 01 Cer tif ied 數據通訊校驗標準 CRC 16循環冗余校驗 CRC 8循環冗余校驗 通信接口及電纜符合下列規范: EIA(美國電子工業協會) EIA RS-23 2C EIA RS-48 5 IEE E(美國電氣和電子工程協會) A NSI IE EE 802 .3. UL (美國保險商實驗室) UL 44 橡膠導線,電纜的安全標準. 四, WAB/DL—98系統組成 4-1系統網絡體系結構 WAB/DL—98采用完全數字化的現場總線網絡結構 ,提高了整個系統的抗干擾能力.系統為雙層總線結構 ,上層為模塊級浮動隔離總線 ,將操作站與分布于電纜溝內的集線器連接起來 .每個集線器可掛接 8個離子感煙探頭和溫度總線,溫度總線可支持 24個智能溫度傳感器 ,并設有溫度總線中繼器 ,整個系統的數據通訊采用 CR C16和CR C8糾錯校驗 ,以保證系統能在惡劣環境下可靠運行 , WAB/DL—98型電纜在線監測系統在火電廠具有長期穩定運行的經驗 . 4—4電纜測溫CJ--III智能網絡采集器 采集器主要完成對分布于電纜溝內的溫度測點及感煙探頭進行采集 ,自動校驗和故障檢測 ,并將結果通過模塊總線發布到系統中每個顯示操作站做進一步分析處理 . CJ--III集線器的 ACE SS總線具有 3.5K V的EDS保護和抗雷擊保護 ,完全適用于野外安裝的防護措施 ,先進的容錯能力 ,即使現場總線短路也不會影響集線器的正常工作 .采用電源 ,ACESS模塊總線和現場總線三重隔離,其隔離電壓達 35 00V.電源采用交流 /直流 18..36V的寬電壓范圍供電 ,供電電壓無需調整 ,具有專用涂層 ,防潮 ,防塵設計 ,集線器可在濕度大于 95%RH(不結露 )的環境下穩定工作 ,使CJ--III能夠在極其惡劣的環境下穩定運行 .極高的安全性和故障修復能力確保了系統的長期可靠運行 . 4—10網絡數據校驗 WAB/DL—98系統全部采用網絡數據傳輸方式 ,并工作于惡劣的工業環境中 ,為了工作可靠 ,系統采用了 CRC校驗方式 ,CR C校驗碼的檢錯能力很強 ,它除了能檢查出離散錯外 ,還能檢查出突發錯 .檢錯能力為; (1)能檢查出全部單個錯 ; (2)能檢查出全部離散的二位錯 ; (3)能檢查出全部奇數個數 ; (4)能檢查出全部長度小于或等于 K位的突出錯 ; (5)CR C1 6能以 9 9.9 97%的概率檢查出長度為 17位的突發錯 ,漏檢概率為 0.00 3%. 五,系統性能特點 5—1,極強的抗干擾能力 WAB/DL—98電纜過熱溫度在線監測系統是一個專門用于測量電纜接頭的溫度監測系統 ,考慮到電纜溝的實際情況 ,電磁干擾強 ,潮濕和電纜接頭分布范圍廣泛的特點.