高压电力设备的火灾监控和火灾报警

光纤光栅火灾监控系统——高压电力设备的火灾监控和火灾报警一旦北京飞博泰光电科技有限公司010-68638048better@fbgtech.com抽象电厂或变电站发生高压设备火灾，将会造成巨大的损失。摘要：分析了高压设备故障的原因，介绍了一种通过监测温度来检测高压设备故障的方法，阐述了高压设备故障在线监测系统的功能及应用。该系统的在线温度监测和火灾报警功能对保证电厂安全生产和变电站输变电安全运行，减少经济损失具有重要作用。

关键词：高压设备故障温度在线监测及火灾报警

抽象的巨大损失导致高电压设备启动了火力发电厂。本文分析了高压设备故障的原因，并介绍了通过在线监测系统的功能和应用来检测高压设备故障的方法，该系统具有良好的功能3360在线监测系统的功能和应用可以消除潜在的火灾隐患。这对于安全生产和降低电厂和电力公司的经济损失具有重要影响。

关键字高电压设备故障在线监控故障

在现代社会，权力工业是家经济发展的基础，与人民生活密切相关。电力事故是民经济中的一大灾难，不仅影响企业自身的经济效益，而且给家财产和职工安全造成巨大损失。

高压设备，包括发电机、干式变压器、高压开关和高压电缆，是工业，电力系统中重要的发电和输配电设备，在电力系统中起着非常重要的作用。随着我城市电网建设的加快，封闭式组合电器将得到广泛应用。然而，与外产品相比，内封闭式组合电器和气体断路器在可靠性和运行性能上存在较大差距。

“十五”期间，电力工业工作的重点将是“西电东送”和全联网工程。其中输变电工程建设将是亮点。虽然输变电领域的安全事故普遍小于发电领域，但对电力企业和人民的日常生活影响很大。在某种程度上，其破坏性甚至超过发电事故。

故障原因分析

长期以来，我电网设备的应用没有得到应有的重视。电力设备技术性能落后、陈旧、可靠性低，导致事故频发、设备损坏和人身安全，直接影响人民生活和经济发展。

2003年，河北某钢厂中间站高压开关柜过热爆炸，造成该钢厂50吨炼铁高炉停炉，近30吨钢水在炉内凝固，直接经济损失数千万元。

2001年，上海供电局因高压电缆接头过热引发火灾，大量电缆被烧毁，造成市区大规模停电事故，损失近千万。

高压设备刀闸等部件连接是否紧密，开关表面是否氧化腐蚀，紧固螺栓是否松动等。在运行中找不到，是高压设备过热甚至严重事故的诱因。如何通过在线温度监测来避免事故的发生已成为目前的主要问题。

目前常用的温度监测方法 #p#分页标题#e#

热敏电阻测温系统：可以显示温度值，但由于每个热敏电阻需要先立接线，接线复杂，热敏电阻容易损坏，维护量大；传感器没有自检功能，需要经常检查，所以很少使用。

红外探头测温系统可以在线监测，但由于稳定性低、环境影响严重，使用频率不高。

远摄透射温度测量

根据上述情况，分布式光纤光栅测温系统可以在线监测高压设备的温度，随时了解高压设备的温度变化，及时发现高压设备的故障并报警。

预警系统的组成

高压设备在线温度监测系统采用先进的通信技术、微处理器技术、数字温度传感技术和先创的低温、强电场、潮湿环境运行技术设计，避免了高压设备中强电场的干扰，将数据完整、安全地传输到监控终端。

系统针对目前高压设备中较常见的温度故障设置温度监测点，基本分为四个部分：一、发电机“定子”轴承的温度监测；二、高压干式变压器绕组温度监测；三是高压开关的开关触头和断路器的温度监测；第四，电缆沟内高压电缆接头的温度监测。并针对这四个部分设置了相应的温度监测方法。

该系统具有良好的计算机界面，可以显示高压设备的仿真图、传感器监测的实际位置、所有高压设备的型号、位置、开关等参数。当高压设备运行异常时，显示屏和事故声音同时发出报警信号，可以通过计算机的高压设备模拟图直接查看，并可以快速查看

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、干式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。#p#分页标题#e#

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。

图四、光纤光栅干式变压器温度监测系统结构图

该子系统的温度测点分布在干式变压器的绕组内，以往的干式变压器只能依靠油温或者预先埋设的3点温度测点估算干式变压器的工作状态，采用该系统可以根据客户的需求，将传感器预先埋设在干式变压器绕组内部，这样就可以对干式变压器的绕组温度进行分布式的测量，从而防止干式变压器的意外烧毁。

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。

探测器主要性能指标

测温范围：-40～200℃

较大耐温能力：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ESD1000KV高压，全天候工作。

使用寿命：150000小时（大于15年）

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。

信号处理器（光纤光栅网络分析仪）的主要技术指标

通道数：16

单通道较大布设探测器数量：30

工作电源：220VAC

环境温度：0℃～40℃

测试轮循时间： 2S

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。

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

操作监视站

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。#p#分页标题#e#

图五、监测站系统结构图

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。

应用实例

山东省某电厂于2004年初安装了这套设备，在前4个月的监测工作中，温度曲线呈现正常状态。2004年6月28日，升压开关柜5号柜4号温度点温升趋势异常，经紧急倒电停机维护，发现是由于紧固螺栓松动引致的高压设备温升异常，经处理后，温度曲线恢复正常。

结论

本系统经受住了严寒、酷暑、潮湿环境的考验，实践证明其具备长期稳定的性能，能准确监测高压设备的温度情况，减少了电厂及变电站中因高压设备故障造成的损失。同时系统可与厂内的管理网络相连，实现信息的共享，提高了电厂及变电站的安全性和经济性。

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