WAB/DL—98智能電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng) 一、引言 隨著機組容量的增大,自動化水平相應(yīng)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(shù)機組,電纜用量達30 00K m.由于電纜長度增加,其火災(zāi)事故的發(fā)生幾率也相應(yīng) 火力發(fā)電廠一旦發(fā)生電纜火災(zāi),將造成嚴(yán)重?fù)p失.目前在建和運行中的火力 發(fā)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(tǒng)計的328 5次電氣火災(zāi)事故中,電線電纜火災(zāi)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(xué),造紙等工廠企業(yè)調(diào)查,有78%的單位發(fā)生過電纜著火,其中危害程度較大的事故占40%.國內(nèi),據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,近20年來,我國火電廠發(fā)生電纜火災(zāi)140多次,其中1 986-19 92年7年間竟達75次.有24個電廠發(fā)生過二次及以上電纜火災(zāi)事故,個別電廠達4-6次.7 0%以上的電纜火災(zāi)所造成的損失非常嚴(yán)重,其中2/5的火災(zāi)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(fā)生60起,造成直接和間接損失達50多億元. 二,電氣設(shè)備過熱的規(guī)律和特征 電氣設(shè)備的過熱故障可分為外部熱故障和內(nèi)部熱故障兩類: 2-1,外部熱故障 電氣設(shè)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(huán)造成隱患.此類故障占外部熱故障的90%以上.統(tǒng)計近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個數(shù)據(jù),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(jié)合近幾年的檢測經(jīng)驗,按溫升的多少,可將外部故障分為輕微,一般和嚴(yán)重三種. 2-2,內(nèi)部熱故障 高壓電氣設(shè)備內(nèi)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(nèi)部熱故障一般都發(fā)熱時間長而且較穩(wěn)定,與故障點周圍導(dǎo)體或絕緣材料發(fā)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(shè)備(如電纜)的內(nèi)部故障 2—3電纜故障原因分析 根據(jù)電力事故分析,電纜故障引起的火災(zāi)導(dǎo)致大面積電纜燒損,造成被迫停機,短時間內(nèi)無法恢復(fù)生產(chǎn),造成重大經(jīng)濟損失.通過事故的分析,引起電纜溝內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的直接原因是電纜中間頭制作質(zhì)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(dǎo)致電纜溝內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生 三,系統(tǒng)功能 3-1 系統(tǒng)概述: WAB/DL—98型電纜在線監(jiān)測系統(tǒng),采用了當(dāng)今先進的通訊技術(shù),微處理器技術(shù)數(shù)字化溫度傳感技術(shù)及離子感煙技術(shù).獨創(chuàng)設(shè)計的低溫,強電場,潮濕環(huán)境運行技術(shù).該系統(tǒng)的開發(fā)研制均在發(fā)電廠的電纜溝內(nèi)經(jīng)多次反復(fù)試驗,攻關(guān)才得以完善,避免了電纜溝內(nèi)強大電場的干擾,完整安全地把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)視終端.因此,該系統(tǒng)是一種高可靠性的分布式電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)該系統(tǒng)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(jiān)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(shù),當(dāng)運行中電纜出現(xiàn)異常時,顯示畫面及報警音響同時出現(xiàn),可通過計算機的電纜溝道模擬圖上直接查看,并能迅速準(zhǔn)確地判斷出發(fā)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(shù)管理水平. 3-2 連續(xù)的溫度測量及顯示 通過對電纜頭或電纜本身的連續(xù)溫度測量,能夠預(yù)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(dǎo),避免發(fā)生重大事故. 3-3 煙霧檢測 作為系統(tǒng)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(fā)熱燒損絕緣層而產(chǎn)生的. 3-4 通訊接口標(biāo)準(zhǔn)化 為了與其它系統(tǒng)更好地連接,本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)通訊接口和通訊協(xié)議:RS-4 85和E THE RNE T IEE E80 2. 3規(guī)范,支持IPX及TCP /IP協(xié)議,由于采用ETH ERN ET標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)可與管理網(wǎng)互連 3-5 隔離,耐高壓及工作溫度 現(xiàn)場智能集線器與通訊總線采用完全隔離措施,能經(jīng)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(jīng)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(tǒng)可工作在-30℃?85℃可靠工作 3-6 質(zhì)量認(rèn)證及鑒定標(biāo)準(zhǔn) 離子煙霧傳感器具有UL (美國)認(rèn)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(tǒng)部件均通過I SO-90 01 Cer tif ied 數(shù)據(jù)通訊校驗標(biāo)準(zhǔn) CRC 16循環(huán)冗余校驗 CRC 8循環(huán)冗余校驗 通信接口及電纜符合下列規(guī)范: EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會) EIA RS-23 2C EIA RS-48 5 IEE E(美國電氣和電子工程協(xié)會) A NSI IE EE 802 .3. UL (美國保險商實驗室) UL 44 橡膠導(dǎo)線,電纜的安全標(biāo)準(zhǔn). 四, WAB/DL—98系統(tǒng)組成 4-1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) WAB/DL—98采用完全數(shù)字化的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ,提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力.系統(tǒng)為雙層總線結(jié)構(gòu) ,上層為模塊級浮動隔離總線 ,將操作站與分布于電纜溝內(nèi)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(shè)有溫度總線中繼器 ,整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊采用 CR C16和CR C8糾錯校驗 ,以保證系統(tǒng)能在惡劣環(huán)境下可靠運行 , WAB/DL—98型電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)在火電廠具有長期穩(wěn)定運行的經(jīng)驗 . 4—4電纜測溫CJ--III智能網(wǎng)絡(luò)采集器 采集器主要完成對分布于電纜溝內(nèi)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(jié)果通過模塊總線發(fā)布到系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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(diào)整 ,具有專用涂層 ,防潮 ,防塵設(shè)計 ,集線器可在濕度大于 95%RH(不結(jié)露 )的環(huán)境下穩(wěn)定工作 ,使CJ--III能夠在極其惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定運行 .極高的安全性和故障修復(fù)能力確保了系統(tǒng)的長期可靠運行 . 4—10網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)校驗 WAB/DL—98系統(tǒng)全部采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式 ,并工作于惡劣的工業(yè)環(huán)境中 ,為了工作可靠 ,系統(tǒng)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(fā)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(shù)個數(shù) ; (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(fā)錯 ,漏檢概率為 0.00 3%. 五,系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)是一個專門用于測量電纜接頭的溫度監(jiān)測系統(tǒng) ,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.