序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇在線監(jiān)測裝置范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1、電力一次設(shè)備在線監(jiān)測的特點

電力一次設(shè)備的在線監(jiān)測裝置是智能電網(wǎng)能夠進行自愈控制的基本結(jié)構(gòu)。電力一次設(shè)備在線監(jiān)測由對一次設(shè)備的狀態(tài)進行常規(guī)檢測，發(fā)展成一次設(shè)備狀態(tài)的檢修，取代了舊時的計劃檢修。其監(jiān)測裝置大致可分為集中式和便攜式兩類。一次設(shè)備在線監(jiān)測裝置可采用集中式。利用監(jiān)測裝置對不同的電力設(shè)備進行監(jiān)測，對電力設(shè)備的運行狀態(tài)和絕緣狀況進行分析、判斷。

2、變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測方法和配置

2.1避雷器在線監(jiān)測

避雷器在線監(jiān)測主要是測量泄漏電流，利用避雷器運行時的接地電流作取樣裝置的電源，將泄漏電流的大小轉(zhuǎn)換成光脈沖頻率的變化。采用光纖取樣，微機數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通訊等技術(shù)，解決避雷器泄漏電流測量、傳輸中的無源取樣、高電壓隔離和數(shù)據(jù)遠傳等關(guān)鍵問題和泄漏電流超標即時報警，實現(xiàn)避雷器絕緣狀況在線監(jiān)測的自動化。

2.2GIS組合電器在線監(jiān)測

1）SF6氣體壓力檢測

監(jiān)測SF6氣體壓力是GIS設(shè)備基本的自檢測項目之一。目前該項技術(shù)較為成熟，選擇具有DC4～20mA模擬輸出的氣體密度繼電器，可以定量檢測SF6氣體壓力。

2）氣體水分檢測

SF6絕緣設(shè)備密封性良好，因此檢測SF6水分的必要性要弱一點，推薦用于新的GIS設(shè)備或SF6斷路器，對于已有的GIS設(shè)備和SF6斷路器，考慮到傳感器接入可能導(dǎo)致密封問題，不做硬性推薦。

3）局部放電檢測

GIS局部放電是GIS最常見的故障模式。目前，適合GIS局部放電檢測的技術(shù)主要有羅氏線圈耦合式和天線接收式。

4）斷路器機械和動作特性狀態(tài)監(jiān)測

傳統(tǒng)的方法是采用光電編碼器測量，但電路復(fù)雜、響應(yīng)速度慢、穩(wěn)定性不高。目前已開始使用高精度直線位移傳感器或角位移傳感器來直接測量動觸頭的相對位移量，分析計算行程曲線得到動觸頭行程、超行程、平均分（合）閘速度、分（合）閘速度、分（合）閘時間、分（合）閘速度時間曲線等參數(shù)。

5）儲能電機工作狀態(tài)

斷路器儲能電機工作狀態(tài)是操動機構(gòu)狀態(tài)的一個重要方面。對于液壓機構(gòu)，除了檢測儲能電機工作電流、電壓之外，還應(yīng)統(tǒng)計儲能電機的啟動次數(shù)/日、累計工作時間/日等。日啟動次數(shù)增加或日累計工作時間增加極可能是液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏。

2.3變壓器在線監(jiān)測

變壓器在線監(jiān)測項目包括：油色譜在線監(jiān)測、本體及套管介損、局放、瓦斯氣體、壓力釋放、油流繼電器、油位、變壓器溫度在線監(jiān)測、接頭溫度紅外監(jiān)測等。

3、重慶星寨220kV變電站一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)配置方案

3.1總體方案

重慶星寨220kV變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)宜采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由傳感器、在線監(jiān)測裝置就地單元、后臺系統(tǒng)構(gòu)成。變電站統(tǒng)一配置一套設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對主變壓器、避雷器等一次設(shè)備進行在線監(jiān)測。利用一體化監(jiān)控系統(tǒng)的綜合應(yīng)用服務(wù)器實現(xiàn)一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯總分析。各類設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測統(tǒng)一后臺分析軟件、接口類型和傳輸規(guī)約，實現(xiàn)全站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸、匯總和診斷分析。綜合應(yīng)用服務(wù)器通過對數(shù)據(jù)分析及綜合專家系統(tǒng)軟件，識別設(shè)備已有的或正在發(fā)生的或潛在的設(shè)備性能劣化現(xiàn)象，對設(shè)備狀態(tài)做出狀態(tài)預(yù)判和檢修決策建議，并采用IEC61850規(guī)約遠傳至遠方監(jiān)控中心，同時接收遠方監(jiān)控中心的控制命令并返回信息。

3.2實施方案

1）監(jiān)測參量

2）主變壓器

3）避雷器

避雷器在線監(jiān)測主要監(jiān)測：泄漏電流、動作次數(shù)。

傳感器采用外置方式安裝。220kV避雷器在線監(jiān)測智能控制器就地安裝于GIS匯控柜內(nèi)。避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)單獨組網(wǎng)接入綜合應(yīng)用服務(wù)器。

4）220kV GIS

GIS設(shè)備在線監(jiān)測配置：一臺SF6密度監(jiān)測單元，主要監(jiān)測GIS氣室SF6氣體壓力等狀態(tài)量。

傳感器采用外置式安裝，監(jiān)測單元安裝在GIS匯控柜內(nèi)，匯控柜就地安裝。在線監(jiān)測單元接收各傳感器采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后將信息通過光纖以太網(wǎng)按DL/T 860標準送至在線監(jiān)測的統(tǒng)一后臺。

篇（2）

中圖分類號：TH561 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0093-01

高壓斷路器是變電運行中起控制作用的重要電氣設(shè)備，其運行狀態(tài)直接影響到電力系統(tǒng)的正常運行。根據(jù)國際大電網(wǎng)會議高壓斷路器調(diào)查顯示，因操作機構(gòu)問題而導(dǎo)致斷路器故障的比例占故障總數(shù)的43.5%，而其中主要故障是由于機械特性不良造成的[1]，例如拒分、拒合或誤動作等。因此，對高壓斷路器實施狀態(tài)監(jiān)測，掌握其運行特性及變化趨勢，對預(yù)防斷路器故障，增強斷路器工作的可靠性，成為電力行業(yè)發(fā)展中的一項重要研究課題。

某變電站3322間隔例行試驗時發(fā)現(xiàn)斷路器無法正常分合閘，事后分析為主傳動桿銷擋圈脫落導(dǎo)致該斷路器一側(cè)傳動桿脫落。為了解決實際運行過程中斷路器內(nèi)部發(fā)生故障而無法預(yù)知的問題，在該變電站安裝斷路器在線監(jiān)測裝置，研究其對斷路器分合閘特性曲線的監(jiān)測，分析不同情況下特性曲線的變化，驗證在線監(jiān)測裝置在斷路器分合閘狀態(tài)監(jiān)測方面的有效性。

1 斷路器在線監(jiān)測裝置分合閘監(jiān)測試驗研究

被試斷路器分別在兩種情況下進行模擬試驗，一種情況是正常分合閘，另外一種情況要求斷路器一側(cè)拐臂和連扳脫落（只分合一側(cè)斷口情況）。試驗時正常情況下的測試，采集分合閘動作數(shù)據(jù)各6次；模擬一側(cè)拐臂和連扳脫落情況下采集分合閘動作數(shù)據(jù)各2次。測試曲線如圖1、圖2。

1.1 正常情況下分合閘試驗

對LW25-363型斷路器在正常情況下分別進行分合閘試驗，測試斷路器多次動作情況下分合閘曲線的重復(fù)性。從圖1曲線2分閘曲線，圖2曲線2合閘曲線的對比來看，多次動作的分合閘行程曲線一致性較好，說明在線監(jiān)測裝置對斷路器多次分合閘操作情況下監(jiān)測穩(wěn)定性較高。

1.2 一側(cè)斷口脫落情況下分合閘試驗

由于斷路器一側(cè)斷口脫落情況下進行分合閘，斷路器兩邊受力不平衡，為保證試驗時設(shè)備安全可靠，在一側(cè)斷口脫落情況下分合閘試驗分析僅進行兩次，試驗結(jié)果：從圖1曲線1，圖2曲線1兩次分、合閘動作的對比行程曲線來看波形一致性較好，與正常情況下表現(xiàn)一致。

1.3 兩種情況下試驗對比

兩種情況下分閘動作對比如圖1，曲線2為正常情況下的行程，曲線1為一側(cè)斷口脫落情況下的行程，分析對比曲線，在斷路器分閘啟動階段兩種情況下分閘速度并沒有太大的差異，后面的分閘速度開始增加，分析認為一側(cè)斷口脫落情況下由于內(nèi)部阻力變小，操作機構(gòu)在同樣的作用力下，分閘速度明顯增加。

圖2為兩種情況下的斷路器合閘動作對比，曲線2為正常的行程，曲線1為一側(cè)斷口脫落情況下的行程，可以看出一側(cè)斷口脫落情況下斷路器的合閘速度有明顯增加，分析來看是由于內(nèi)部阻力變小，而其它作用力不變，導(dǎo)致開始階段加速度增加，速度變快。

2 試驗結(jié)果

該文結(jié)合LW25-363型斷路器操動結(jié)構(gòu)特點，分析不同狀態(tài)下斷路器分合閘操作時動作特性曲線，測試結(jié)果表明，安裝的在線監(jiān)測裝置具備斷路器分合閘特性曲線監(jiān)測功能，記錄的斷路器分合閘過程有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性，且不同情況下特性曲線有明顯差異，實際使用中可以有效輔助運行人員解決斷路器運行中內(nèi)部狀態(tài)不明，無法預(yù)知故障的問題。

3 結(jié)論

（1）該文所采用的斷路器在線檢測裝置通過位移傳感器可以較直觀的判斷正常工作和一側(cè)脫落缺陷時斷路器分合閘的重復(fù)性、一致性、穩(wěn)定性等方面的指標。

（2）將在線檢測得到的結(jié)果與正常工況時的結(jié)果進行對比，應(yīng)用斷路器在線監(jiān)測裝置發(fā)現(xiàn)斷路器連扳連接孔變形、軸銷變形問題具有可行性。

篇（3）

中圖分類號：TM933.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0381-01

前言

電能計量是電力企業(yè)營銷管理的重要內(nèi)容，為了確保計量數(shù)據(jù)的可靠性，電能計量裝置運行必須可靠，在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用值得重視。

一、電能計量裝置在線監(jiān)測的必要性

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求也隨之持續(xù)增加，對電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求。在此形勢下，電網(wǎng)一次二次設(shè)備數(shù)量大幅度增加，電網(wǎng)覆蓋面積逐步增大，供電量迅猛增長，直接導(dǎo)致電網(wǎng)計量設(shè)備規(guī)模與計量管理人員數(shù)量不匹配，增加了計量管理人員的工作量。與此同時，隨著用電客戶經(jīng)濟意識的逐漸增強，用電客戶對電網(wǎng)計量裝置的準確性要求也在日益提高。所以，電力企業(yè)必須加快計量管理信息化建設(shè)，積極推行電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)，促進電力企業(yè)持續(xù)發(fā)展。

二、電能計量裝置在線監(jiān)測的基本原理

通道切換與數(shù)據(jù)采集模塊將來自電能表的電壓信號、電流信號和脈沖信號，以及PT端的電壓信號、CT端的電壓信號和CT二次回路電流信號采集到系統(tǒng)內(nèi)部，實現(xiàn)對電能表的誤差測試、PT二次回路壓降測試以及CT二次回路導(dǎo)納測試等基本功能。同時還能夠體現(xiàn)某一時刻計量裝置的實時工況信息。內(nèi)部微處理器負責通道切換與運算，并能將數(shù)據(jù)及時存儲。在線檢測系統(tǒng)是建立在將標準模塊轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場，通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)多路、多只電能表的誤差檢驗，通過定期的數(shù)據(jù)回傳，實現(xiàn)后臺主站的數(shù)據(jù)查詢并發(fā)現(xiàn)問題的過程。而PT壓降的測試則是采用布線的原理，將PT端電壓和電能表端電壓采集到在線監(jiān)測系統(tǒng)里，人工測試方法不同的只是系統(tǒng)將臨時拖放的測試電纜以布線的形式固定下來，通過其內(nèi)部專用的電路模塊來完成電壓的測量和比較計算。同時電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)還實現(xiàn)了遠程的手動檢測功能，在周期測試的基礎(chǔ)上，加入手動測試，以達到實時測試。通過以太網(wǎng)的通信方式實現(xiàn)遠程功能，并能將數(shù)據(jù)保存在后臺監(jiān)測主機上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，處理和保存。

三、電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

1.系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集層

按一次設(shè)備對應(yīng)分布式配置多功能電能表，將其安裝在開關(guān)柜回路內(nèi)，或集中安裝在電能表測控屏內(nèi)，用于實時采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過通信接口傳輸?shù)诫娔懿杉K端。各個計量點的電能量信息均是采集終端的采集對象，在信息采集完成后由電能量采集終端綜合管理各項數(shù)據(jù)。

1.2 通信網(wǎng)絡(luò)層

該層是主站層與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集層的連接層，主要負責上下兩層之間的通信連接、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議轉(zhuǎn)換和命令交換，確保大量實時數(shù)據(jù)能夠在匯集后高速傳輸，提高主站層獲取監(jiān)測信息的全面性、準確性和及時性。

1.3 主站層

該層主要由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、WEB應(yīng)用服務(wù)器、采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、輔助設(shè)備等部分構(gòu)成，是電能計量在線監(jiān)測系統(tǒng)的信息收集與控制中心，既可通過GPS、PSTN、CDMA、以太網(wǎng)等遠程通信信道采集和控制現(xiàn)場終端的信息，也可以對大量數(shù)據(jù)進行綜合處理。

2.系統(tǒng)主要設(shè)備

2.1 安裝位置及技術(shù)指標

通常發(fā)電廠和變電站內(nèi)涉及諸多計量點，如網(wǎng)損、線損、關(guān)口等，為了確保在線監(jiān)測功能的實現(xiàn)，上述位置處都需要安裝電能表，其基礎(chǔ)技術(shù)指標應(yīng)當符合相關(guān)要求。如果是關(guān)口計量點的電能表，應(yīng)當能夠設(shè)置4個費率，每個時間段與一種費率相對應(yīng)。安全防護功能可以采取三級密碼管理。電能表出廠后必須立即采取有效的防護措施，避免軟硬件校正電能表的誤差，電能表一旦出廠不可對其誤差進行再次調(diào)整。

2.2 集中器應(yīng)用

在系統(tǒng)中，集中器主要負責電能信息的采集、數(shù)據(jù)傳輸與管理、轉(zhuǎn)發(fā)及下發(fā)控制命令。其應(yīng)當具備如下功能：

（1）精度。電能量采集終端的高精度數(shù)據(jù)采集工作需要通過RS-485接口完成，并對帶時標的電量數(shù)據(jù)進行儲存?？筛鶕?jù)在線監(jiān)測需求設(shè)置信息采集周期，保證數(shù)據(jù)采集的準確性達到100%，而后再向主站傳送信息。

（2）存儲。電能量采集終端的數(shù)據(jù)存儲容量要超過64MB，并且擁有獨立的數(shù)據(jù)參數(shù)備份單元，備份單元的容量要超過256MB。備份單元可采用SD卡，一旦電能量采集終端出現(xiàn)故障，可以到現(xiàn)場插拔SD卡以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)。

（3）采集信息。及時采集窗口電量、分時電量、事件記錄、遙測量、遙信量數(shù)據(jù)等，按照預(yù)設(shè)的時間起點將指定內(nèi)容傳送到主站;也可傳遞失壓記錄、瞬時量、電壓合格率、電能表時鐘時間等數(shù)字量或模擬量。

（4）數(shù)據(jù)傳輸。至少要有一路RS485總線既可用于抄表，又可作為數(shù)據(jù)上傳通道。同時，還應(yīng)支持多種通信方式，如語音撥號、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)等。

2.3 通信方式

系統(tǒng)需要實現(xiàn)與變電站和發(fā)電廠的通信：①與變電站的通信。電能計量系統(tǒng)以電力調(diào)度自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對變電站采用專線Modem方式進行通信。調(diào)制解調(diào)器可根據(jù)不同的應(yīng)用場合，使用不同的手段傳送模擬信號，傳輸介質(zhì)可以選用射頻無線電、光纖或電話線等。專線Modem方式不需要經(jīng)過話音交換網(wǎng)絡(luò)進行通信，而只需有標準四線接口就能夠提供可靠的通信通道。專線Modem方式不允許在同一時間內(nèi)并行多個數(shù)據(jù)，但是隨著電能數(shù)據(jù)量的增加，這種點對點的通訊方式必然會造成數(shù)據(jù)堵塞，所以必須對這種通信方式進行優(yōu)化。②與發(fā)電廠的通信。由于國內(nèi)的各大發(fā)電廠普遍采用電力載波作為通信方式，其二四線通道分別被調(diào)度電話和自動化占用，無法為系統(tǒng)提供通信通道，因而可采用撥號Modem的方法來解決通信問題。

三、電能計量裝置在線監(jiān)測應(yīng)用的加強

1.電能計量裝置改造

加快電能計量裝置改造進度，做到事前有計劃，改前有標準，改中有檢查，改后有驗收，確保計量改造質(zhì)量。對互感器、電能表的精度等級、二次回路導(dǎo)線截面不滿足要求用戶進行改造，要選用高動熱穩(wěn)定、寬量限的s級互感器和寬負載的S級電能表表，保證小負荷條件下的計量準確性;合理選用TA變比，確保用戶正常負荷時TA一次電流應(yīng)達TA一次額定電流的1/3及以上運行，換大TV二次回路導(dǎo)線截面，縮短二次導(dǎo)線長度以減少二次壓降引入誤差對計量準確性的影響。對新建、擴建、改造的電能計量裝置，嚴格把住設(shè)計、施工、試驗和進貨關(guān)。

2.計量點的問題解決

為了杜絕用戶計量點大馬拉小車現(xiàn)象，采取了相應(yīng)的解決辦法：一是新裝增裝用戶投運前進行全面檢查。二是通過現(xiàn)場檢查對于變比不符合生產(chǎn)實際的，在最短的時間內(nèi)調(diào)整好。三是通過現(xiàn)場檢查及時解決用戶提出的用電問題。四是安裝高精度的電能表，確保規(guī)程規(guī)定的允許誤差。

四、結(jié)語

總而言之，隨著電力技術(shù)及電網(wǎng)智能化的發(fā)展，電能計量裝置在線監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)了電能計量裝置的實時在線監(jiān)測，提高了電能計量數(shù)據(jù)的準確性，電力企業(yè)要重視這項技術(shù)的應(yīng)用。

篇（4）

1、凈化裝置腐蝕監(jiān)測的目的、意義

腐蝕監(jiān)測是全面認識凈化裝置設(shè)備、管線腐蝕現(xiàn)狀，制定防腐蝕措施的基礎(chǔ)；是監(jiān)測、評價防腐蝕措施效果的有效手段；是指導(dǎo)防腐工作開展的依據(jù)；能起到掌握凈化裝置的腐蝕現(xiàn)狀、腐蝕動態(tài)，通過防腐措施的實施及監(jiān)控，避免因腐蝕造成的后果，最終實現(xiàn)“控制和減緩腐蝕以及安全事故的發(fā)生，為裝置安全平穩(wěn)運行提供保障。

2、常用的在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)

目前，常用的在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)有：電化學監(jiān)測、電阻探針監(jiān)測、電感探針監(jiān)測、pH值探針監(jiān)測。這四種技術(shù)基于不同的原理，具有不同的特點和應(yīng)用場合，實際應(yīng)用中應(yīng)當做好對比，合理選型。

（1）電化學監(jiān)測：電化學探針是測量流過電極表面的電流指標來確定腐蝕速度電化學方法。

其優(yōu)點是速度快，不需要測量腐蝕減薄量；缺點是必須用在電解質(zhì)的環(huán)境，即有水的環(huán)境。其中電

化學噪聲技術(shù)也屬于電化學方法的一種，是測量金屬局部腐蝕，它不是采用施加極化的方式，而是

對兩個相同材料的金屬直接測量它們之間的電流，當獲取大量的信息之后再利用各種分析手段進行局部腐蝕分析。

（2）電阻探針監(jiān)測：電阻探針測量是通過在線儀器測量金屬絲的腐蝕減薄。并采用溫度補償試片消除金屬溫度系數(shù)的影響。優(yōu)點是適用工況范圍寬，適用介質(zhì)廣泛，但測量周期長、靈敏度低，測量結(jié)果受腐蝕產(chǎn)物的導(dǎo)電性的影響，無法記錄腐蝕速度的瞬時變化。

（3）電感探針監(jiān)測：電感探針測量原理是通過探針檢測腐蝕減薄所引起的磁通量的變化直接測得腐蝕深度，從而計算出金屬腐蝕速率，適用于各種介質(zhì)，測量靈敏度高，可以測量腐蝕速率的短期變化。電感探針除有片狀結(jié)構(gòu)形式，還有管狀結(jié)構(gòu)形式，適用于不同管徑，小于100mm的小管徑管線適宜采用片狀探針。電感探針的溫度補償效果比電阻探針好，由于激勵信號是高頻信號，抗干擾性好。

（4）pH探針監(jiān)測：在線pH值監(jiān)測的原理是利用對H+敏感的選擇電極進行介質(zhì)酸堿度測量。

各種在線監(jiān)測技術(shù)各有優(yōu)點和局限性，因此想要達到準確的測量和控制不是一種方法可以解決的，需要綜合運用多種技術(shù)形成全面的在線監(jiān)測系統(tǒng)。

3、凈化廠脫硫裝置腐蝕狀況

第一凈化廠從建廠至今已運行10多年，隨著運行年限的不斷增加，設(shè)備、管線腐蝕越來越嚴重。原料氣具有硫化氫、二氧化碳含量高的特點，其H2S含量達663.33mg/m3，CO2含量（體積分數(shù)）高達4.608%，而酸氣中的硫化氫含量一般在（10000～40000）mg/m3，因此設(shè)備、管線的腐蝕控制成為裝置管理的重要環(huán)節(jié)。

從凈化裝置近三年設(shè)備管線腐蝕統(tǒng)計結(jié)果來看，脫硫裝置腐蝕嚴重部位主要存在于再生塔貧液出口管線、酸氣分離器底部及酸氣管線等。

4、監(jiān)測點選擇

監(jiān)測點選擇是在線監(jiān)測方案設(shè)計的關(guān)鍵步驟，準確選擇監(jiān)測點決定了腐蝕監(jiān)測能否成功指導(dǎo)生產(chǎn)和防腐工作。一般依據(jù)設(shè)備的材質(zhì)和腐蝕監(jiān)測的目的按照下述原則進行監(jiān)測點的初步選擇。①有凝結(jié)水的部位；②設(shè)備管道高湍流區(qū)域，如管線的彎頭等；③高含硫和高含酸氣的高溫部位；④高含硫低溫部位；⑤事故發(fā)生頻繁的設(shè)備管線；⑥其他需監(jiān)測的部位。

從表1可以看出：在脫硫裝置的局部位置存在嚴重的腐蝕，主要表現(xiàn)既有全面腐蝕，又有坑蝕、孔蝕等如再生塔貧液出口管線、酸氣分離器底部及酸氣管線；因此應(yīng)當依據(jù)裝置流程、腐蝕分布、工藝防腐、相變區(qū)的腐蝕特點、需要重點進行監(jiān)測。

5、腐蝕監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用前景

應(yīng)用在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)對獲得金屬材料的腐蝕數(shù)據(jù)對凈化廠脫硫裝置安全生產(chǎn)具有重要意義。其中，高度敏感的在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)可以實時對腐蝕速率進行在線監(jiān)測，通過與現(xiàn)場工況參數(shù)建立的動態(tài)聯(lián)系可以進行腐蝕控制措施的優(yōu)化和調(diào)整。為歷年凈化廠檢修提供了很多數(shù)據(jù)支持。

篇（5）

引言：JJG700-1999《氣相色譜儀》規(guī)定“氣相色譜儀”的檢定周期為2年。即每2年要對色譜儀進行標定，以確定儀器的準確性。時下實驗室色譜分析儀常用標氣進行標定;在線色譜檢測系統(tǒng)用油樣對儀器進行標定，此方法極其繁瑣，且每次標定都將浪費大量的人力、物力及財力。因此，在滿足工藝需求測量精度的基礎(chǔ)上，尋求和探索在線色譜檢測系統(tǒng)科學合理、現(xiàn)實簡便、經(jīng)濟的標定方案，具有舉足輕重的現(xiàn)實意義。

一、油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置檢定技術(shù)現(xiàn)狀

國內(nèi)現(xiàn)行氣相色譜儀檢定規(guī)程（JJG 700-1999）僅適用于實驗室通用氣相色譜儀，隨著油中氣體在線監(jiān)測裝置技術(shù)更新和產(chǎn)品升級，常規(guī)檢定技術(shù)如“模擬變壓器方式進行油色譜數(shù)據(jù)比對”、“運行中變壓器油的色譜數(shù)據(jù)比對” “標準氣體校準”等，均無法保證油中氣體在線監(jiān)測裝置檢定數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，無法對在線監(jiān)測裝置性能有效監(jiān)督。

目前國內(nèi)針對油中溶解氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)檢定儀的研究只有個別電科院開展了類似科技項目，且都不成熟，存在著大小不同的問題，如：（1）油樣切換濃度不便，高低濃度切換，通常需要幾個小時或更久;（2）特征氣體濃度控制精度低，對所需的極小或極大的濃度很難進行配制;（3）油樣濃度不穩(wěn)定，易漂移。

二、油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置檢定技術(shù)發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)認知

近年來，由于變壓器在線監(jiān)測技術(shù)的不斷進步和電力行業(yè)狀態(tài)檢修的迫切需要，各種變壓器油中氣體在線色譜監(jiān)測儀不斷涌現(xiàn)。盡管其可檢測的氣體種類和體積分數(shù)范圍參差不齊、檢測方法也各有千秋，但其最佳檢測指標卻不斷提高并向?qū)嶒炇覛庀嗌V逼近。在線色譜監(jiān)測技術(shù)涉及面廣，現(xiàn)場條件苛刻，近年來一直處于發(fā)展完善之中。

對現(xiàn)有典型的在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)進行分析，最關(guān)鍵的一步是油氣分離。目前普遍使用的高分子膜，其平衡時間較長，使測量結(jié)果失去了及時性，且由于不同組分的平衡時間相差較大，難以給出油中氣體體積分數(shù)的真實值，使測量結(jié)果失去了準確性。當監(jiān)測儀出現(xiàn)報警時，還必須取油樣進行實驗室色譜分析。

以色譜為基礎(chǔ)的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其載氣通常可用一年，色譜柱、傳感器的壽命多為2年，這與變壓器的30年設(shè)計壽命相比，監(jiān)測系統(tǒng)本身所需要的維護周期相對較短。且目前在線監(jiān)測油中氣體使用的氣敏傳感器或者熱導(dǎo)池，其綜合監(jiān)測指標與實驗室氣相色譜還有一定的差距。因此，必須建立完整、有效的測試流程和檢定規(guī)范以實現(xiàn)入網(wǎng)到運行期間實施監(jiān)控油中氣體在線監(jiān)測裝置的性能。

在線監(jiān)測裝置檢定儀研制中重點解決的技術(shù)由如下幾個：

（1）氣缸油槽：由于氣缸壓縮靠壓縮空氣來實現(xiàn)，所以對密封性要求很高，如果泄露將對標油的濃度造成極大的影響。（2）標油的配比：主要指對進油量的控制和進氣量的控制。進油量控制相對比較容易，而進氣量控制則要求比較高。原因是配比濃度低的標油要求氣量很小，故很難控制。（3）油氣的混合平衡：由于配置的標油體積較大，如采用機械振蕩的方法進行油氣混合，不但振蕩結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，而且機械結(jié)構(gòu)的壽命也會受到影響，所以研究考慮依靠標油循環(huán)的方法進行油氣溶解平衡，平衡效果需用實驗來證明。（4）隔膜油罐的設(shè)計：雖然目前市場上的隔膜水罐較多，但未必耐油，故需考量合適的隔膜技術(shù)，實現(xiàn)大油箱的恒壓。

由于在線監(jiān)測系統(tǒng)維護周期與整個變壓器壽命周期的不協(xié)調(diào)性，以及油中溶解氣體與故障之間并沒有確定的對應(yīng)關(guān)系等一系列問題的存在，對建立完整、有效的測試流程和檢定規(guī)范增加了難度;但通過變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置檢定儀器的高效使用，可以實現(xiàn)對在線監(jiān)測裝置高效率的檢定，將檢定結(jié)果及時的對比，為檢定規(guī)范的制定提供了可靠的資料。

篇（6）

中圖分類號：X93 文獻標識碼：A

腐蝕參數(shù)、腐蝕速度以及設(shè)備腐蝕狀態(tài)均是煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)需要掌握的基礎(chǔ)，技術(shù)人員通過掌握這些基礎(chǔ)性工藝與測量數(shù)據(jù)從而了解煉油裝置所處環(huán)境的變化以及遭受腐蝕的狀態(tài)，從根本上找到適合不同介質(zhì)環(huán)境的腐蝕監(jiān)測技術(shù)。

1 煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)的作用

煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)具有十分重要的作用，其在現(xiàn)實生活與實際生產(chǎn)中起著決定性的意義。

1.1 通過評價緩蝕劑效果選擇合適的緩蝕劑

在煉油生產(chǎn)過程中，緩蝕劑在工藝中的優(yōu)化數(shù)據(jù)能夠體現(xiàn)生產(chǎn)的需要，二在線監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)?yōu)化數(shù)據(jù)進行評價，從而選擇合適的緩蝕劑。

1.2 對原油混煉技術(shù)的指導(dǎo)

原油性質(zhì)的不同在混煉的過程中會增加其酸性值，從而使設(shè)備受到腐蝕。應(yīng)用在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)能夠迅速發(fā)現(xiàn)原油混煉時PH變化的情況，從而進行控制，在諸如緩蝕劑的過程中改善相關(guān)工藝，從而合理配置原油的比例，使電脫鹽的效果增強。

1.3 定點測厚結(jié)合在線監(jiān)測隊檢修過程進行指導(dǎo)

在線監(jiān)測具有實時性與準確性的優(yōu)勢，因此在覆蓋范圍內(nèi)，其能夠通過收集到的多參數(shù)數(shù)據(jù)繪制腐蝕曲線圖，從而分析煉油裝置中腐蝕變化的情況，制定解決方案，進行全方位的診斷。定點測厚具有靈活性，其余在線監(jiān)測相結(jié)合，能夠?qū)χ攸c部位實施監(jiān)控，從而避免重大泄漏事故的發(fā)生，完善檢修計劃。

2 煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

煉油裝置中常見的在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)共有四種，其原理不同，因此應(yīng)用的場合以及特點也不盡相同。根據(jù)實際情況，選好關(guān)于PH探針監(jiān)測、電阻探針監(jiān)測、電感探針監(jiān)測、電化學監(jiān)測的監(jiān)測技術(shù)型號。

2.1 電阻探針監(jiān)測

電阻探針監(jiān)測需要應(yīng)用的儀器以及零件為在線監(jiān)測儀器、金屬絲、溫度補償試片。當金屬絲被腐蝕后開始變薄，便可以通過在線監(jiān)測儀器檢測出來并排除因金屬絲的溫度異常而產(chǎn)生的不利影響。電阻探針適應(yīng)于各種工況范圍與介質(zhì)，但是靈敏度較低，測量的周期長，又因金屬絲受到腐蝕后所產(chǎn)生的產(chǎn)物具有導(dǎo)電性，因此影響了其測量結(jié)果，沒法對腐蝕速度的瞬時性進行記錄。

2.2 電化學探針監(jiān)測

電化學探針監(jiān)測也是通過測量腐蝕速度來進行監(jiān)測的一種技術(shù)，其與電阻感應(yīng)不同的是，電流指標（流經(jīng)電極表面）是其確定腐蝕速度的標準。這種方法測量周期短、速度快，不會像電阻探針監(jiān)測般測量腐蝕減薄量，但是其在監(jiān)測過程中受到環(huán)境的限制，必須在水中傳導(dǎo)才可進行。

電化學方法也包括電化學噪聲技術(shù)，當金屬局部腐蝕后，便可以通過兩個同質(zhì)金屬獲取其之間通過的電流量，然后在利用其它方法分析局部腐蝕的情況。

2.3 PH探針監(jiān)測

不同介質(zhì)酸具有不同的堿度，因此H+敏感選擇的電極也不同，根據(jù)其電極的異同情況檢測介質(zhì)酸的堿度，而且PH探針監(jiān)測器一般情況下應(yīng)該在壓力≤0.4MPa，溫度≤70℃的環(huán)境下運行。

2.4 電感探針監(jiān)測

電感探針監(jiān)測分為高溫管狀電感探針、低溫片狀電感探針、低溫管狀電感探針三種。電感探針的測量依據(jù)是探針被腐蝕的深度，探針腐蝕的越薄，其所引起的磁通量變化就越大，這種變化直接影響到金屬腐蝕的速率，從而得出不同介質(zhì)在腐蝕過程中的周期性變化，從而體現(xiàn)其顯示出這種監(jiān)測方法的靈敏度。一般情況下，片狀結(jié)構(gòu)以及管狀結(jié)構(gòu)是電感探針的兩種結(jié)構(gòu)形式，其分類是由管徑?jīng)Q定的，片狀探針應(yīng)用于

3 選擇監(jiān)測點

硫化物、氯化物的低溫電化學腐蝕以及硫化物的高溫化學腐蝕是煉油裝置發(fā)生腐蝕的兩大主要類型，前者是中全面腐蝕的體現(xiàn)，因此在選擇監(jiān)測點時必須關(guān)注相關(guān)腐蝕的流程、重視腐蝕分布的區(qū)域、對高溫設(shè)備的材質(zhì)進行監(jiān)測、應(yīng)用相關(guān)防腐工藝與技術(shù)，從而避免腐蝕所產(chǎn)生的傷害。

后者由監(jiān)測到的視點可以發(fā)現(xiàn)，其具有均勻性腐蝕的特點，因此在煉油裝置的產(chǎn)品分離系統(tǒng)化、常減壓蒸餾、延遲焦化的過程中便應(yīng)該選擇監(jiān)測點。在安裝監(jiān)測點時，不僅應(yīng)該按照相關(guān)腐蝕原理進行安裝，還應(yīng)該考慮到在線觀測的維護與評價便利性。由此，在線監(jiān)測點的設(shè)置應(yīng)該為一閉路循環(huán)系統(tǒng)，監(jiān)測點選擇適宜，有利于煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測反應(yīng)的速度以及收集參數(shù)數(shù)據(jù)的準確性，提高了該系統(tǒng)的即時性。

4 在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展方向

煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)該建立在需求與應(yīng)用實踐的基礎(chǔ)上，并根據(jù)基礎(chǔ)性要求擬定發(fā)展方向。

要想實現(xiàn)復(fù)合監(jiān)測技術(shù)，必須提高在線監(jiān)測技術(shù)的可靠性、精度以及靈敏度，將多種不同類型的參數(shù)利用一根探針進行監(jiān)測，從而實現(xiàn)在線監(jiān)測的簡便化，減少了在線監(jiān)測的程序。多參數(shù)監(jiān)測是未來監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢，只有實現(xiàn)腐蝕發(fā)生發(fā)展過程監(jiān)測、腐蝕影響過程監(jiān)測、腐蝕事故監(jiān)測、腐蝕結(jié)果監(jiān)測等全面的腐蝕監(jiān)測，才能夠擁有系統(tǒng)化的監(jiān)測技術(shù)。

將收集到數(shù)據(jù)采用高科技手段進行智能化分析，然后建立與其有關(guān)的腐蝕數(shù)據(jù)庫，深入分析與挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)，為技術(shù)發(fā)展提供理論性、決定性依據(jù)。

要想提高煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)的自動化控制能力，就必須將腐蝕數(shù)據(jù)作為參考，并以此為參考點進行研究，提高在線腐蝕監(jiān)測的力度，促進煉油裝置的科技化改進與發(fā)展。

結(jié)語

本文通過對煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)的作用進行了具體分析，并且就其應(yīng)用與監(jiān)測點進行了恰當?shù)倪x擇，從根本上總結(jié)出在線腐蝕監(jiān)測的未來發(fā)展方向，為我國化工業(yè)的發(fā)展開辟了一條簡便、快捷、安全的生產(chǎn)道路。

參考文獻

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篇（7）

1.煉鐵高爐水溫在線監(jiān)測裝置的重要性

高爐爐體、爐缸以及爐底破損是影響高爐使用壽命和冶煉強化程度的主要因素。尤其是爐役后期，爐墻變薄、漏水、漏氣現(xiàn)象增多，應(yīng)采用必要的檢測手段，及時預(yù)報高爐各部位的冷卻水溫差和熱流強度的變化情況并及時采取相應(yīng)措施，才能穩(wěn)定高爐生產(chǎn)，保證高爐安全。同時，高爐冷卻水進出水溫度的變化，能夠間接反映出高爐爐內(nèi)的物料和冶煉狀況，也是計算高爐爐壁熱負荷能力的重要參數(shù)。通過在線實時監(jiān)測水溫差的變化，可監(jiān)測到高爐冷卻壁的使用狀態(tài)，及時對冷卻壁進行維護，可提高高爐的使用壽命、減少高爐爐缸事故的發(fā)生。通過對溫度曲線、熱流強度趨勢的分析，為高爐冶煉順行提供指導(dǎo)，最終提高煉鐵高爐利用系數(shù)，降低能耗，提高產(chǎn)量。因此，高爐冷卻水溫度的在線檢測是高爐煉鐵的關(guān)鍵操作內(nèi)容之一。

2.當前煉鐵高爐水溫在線監(jiān)測裝置存在的不足

高爐冷卻水溫差在線監(jiān)測系統(tǒng)就是是針對高爐冷卻水工藝開發(fā)，應(yīng)用于對高爐冷卻水進、出水溫度的測量及溫差計算，目的是使高爐安全穩(wěn)定運行。當前高爐冷卻水監(jiān)測裝置一般是利用計算機、電子、現(xiàn)場總線、數(shù)字化溫度傳感器等各種技術(shù)在線實時監(jiān)測高爐冷卻壁進出水溫度，并在值班室監(jiān)測計算機上顯示測量結(jié)果，同時分析、計算并記錄溫度、溫差實時數(shù)據(jù)，通過查詢相應(yīng)的歷史曲線和分析熱流分布及變化趨勢。系統(tǒng)的計算、分析結(jié)果來確定是否對高爐爐墻進行維護。但當前的高爐冷卻水溫差在線監(jiān)測系統(tǒng)大都采用PT系列模擬熱敏電阻，通過RS-485現(xiàn)場總線與工業(yè)控制計算機通訊，系統(tǒng)中的A/D轉(zhuǎn)換、光電隔離等電路對測量精度有很大影響，為提高測量精度，不得不購買高精度溫度傳感器，系統(tǒng)成本大大增加。 同時，現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)中存在計算機及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集 速度慢、傳送數(shù)據(jù)量小、誤差大等弊端，對整套系統(tǒng)的性能影響很大。

3.一種新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置

3.1 新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置組成

本文提出的新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置包括數(shù)字溫度傳感器、數(shù)字控制站、工業(yè)控制 計算機，該數(shù)字溫度傳感器安裝在被監(jiān)測高爐各分支水冷卻 壁的進、出水管相應(yīng)的位置上，通過屏蔽數(shù)據(jù)線連接于數(shù)字 控制站的端子接口，該數(shù)字控制站通過LONWORKS現(xiàn)場總線與工業(yè)控制計算機相連，該工業(yè)控制計算機配置有相應(yīng)的 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和打印機。

3.2 新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置的工作流程

在高爐冷卻壁和冷卻板所對應(yīng)的進、出水管道上安裝的 溫度傳感器作為一次元件，通過數(shù)字控制站進行處理后和計 算機通訊，計算機根據(jù)數(shù)字控制站提供的數(shù)據(jù)以各種表格、 曲線的形式在線實時、直觀的顯示高爐各層的冷卻水溫差分 布情況，實現(xiàn)對冷卻壁狀態(tài)和高爐狀態(tài)的監(jiān)測。冷卻壁冷卻 水管中進出水溫度的變化能夠間接而可靠的反映高爐溫度 場的變化，在線監(jiān)測冷卻水進出水溫差可以準確判斷冷卻壁 的運行狀況。根據(jù)冷卻水進出水溫差的變化判斷冷卻壁所承 受的熱負荷的高低，對出現(xiàn)問題的冷卻壁能讓操作人員做出 及時的處理，避免冷卻壁過早損壞，從而延長冷卻壁的使用 壽命。同時根據(jù)冷卻水溫差的不同變化規(guī)律得到高爐整個溫度場 的分布，能夠準確判斷出高爐爐墻實時狀態(tài)和發(fā)展征兆，避 免影響高爐生產(chǎn)的爐墻結(jié)厚、結(jié)瘤或渣皮大面積脫落等惡性 爐況的發(fā)生與發(fā)展。

3.3 具體實例分析

本文根據(jù)某鋼鐵廠3200立方高爐實際，說明此裝置的可行性與優(yōu)越性。如圖1所示。

圖1 新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖

新型煉鐵高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置主要有數(shù)字溫度傳感器、屏蔽數(shù)據(jù)線數(shù)字控制站、LONWORKS現(xiàn)場總線、打印機、工業(yè)控制計算機、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器六部分組成，其中數(shù)字溫度傳感器是DS18B20數(shù)字溫度傳感器，安裝在被監(jiān)測高爐的爐身、爐腹、爐缸等斷面上相對應(yīng)的進、出水管道上，每塊冷卻壁冷卻板均安裝一個溫度傳感器，溫度傳感器通過屏蔽數(shù)據(jù)線與數(shù)字控制站的端子接口連接，每個數(shù)字控制站可以連接20個數(shù)字溫度傳感器，同時對這些數(shù)字溫度傳感器數(shù)據(jù)進行處理;圖中數(shù)字控制站是通過LONWORKS現(xiàn)場總線與工業(yè)控制計算機相連，它是溫度傳感器與工業(yè)控制計算機的紐帶，為確保數(shù)據(jù)和參數(shù)不被丟失，LONWORKS現(xiàn)場總線是采用LONWORKS總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時易于系統(tǒng)升級，其外殼防爆，適應(yīng)現(xiàn)場的高溫、灰塵等惡劣環(huán)境，此外還有過壓、過流、雷擊保護電路;LONWORKS現(xiàn)場總線通訊技術(shù)采用 多介質(zhì)通訊，支持多種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu);該工業(yè)控制計算機配置有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和打印機。

新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置的計算機軟件和控制軟件，采用ADOS ActiveX Date Object和ODBC數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，管理遠程和 本地的數(shù)據(jù)庫。由溫度測量軟件、溫度計算軟件、熱流計算 軟件構(gòu)成的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集、顯示、存儲數(shù)據(jù)，實時報警、查詢，顯示溫度、溫差實時曲線和歷史曲線、熱 流分析等;組態(tài)軟件根據(jù)接收到的水溫實時數(shù)據(jù)，計算出溫 差和熱流，并且生成各種報表、曲線等，在值班室CTR畫面顯示監(jiān)測，計算實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)及實時報警結(jié)果。也可根據(jù)現(xiàn)場工藝設(shè)置溫度、溫差的報警上、下限產(chǎn)生報警。當采集的溫度、溫差、熱流等參數(shù)高于或低于控制目標值時，則系統(tǒng)軟件分別監(jiān)測上述參數(shù)和各個分支水冷卻管及水冷卻壁的數(shù)據(jù)，確定調(diào)整水流量的參數(shù)值，隨即發(fā)出控制指令和調(diào)整參數(shù)。

3.4 新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置優(yōu)勢分析

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本案所述的煉鐵高爐水溫智能在線監(jiān) 測裝置采用全數(shù)字技術(shù)，在溫度和數(shù)據(jù)控制電路中以 lonworks網(wǎng)絡(luò)模塊取代非數(shù)字系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器，克服了數(shù) 字溫度傳感器及非數(shù)字溫度傳感器所引起的測量誤差，而且 彌補了測量傳感器互換性差的缺點，從而提高了溫度傳感器的精度和互換性。由于選用的溫度數(shù)字控制站的電路精度高，所以我們可以選用級別相對較低的數(shù)字溫度傳感器，既滿足測量系統(tǒng)的精度要求，又降低了制造探測器裝置的成本。

4.結(jié)束語

總之，本文提出的新型高爐水溫智能在線監(jiān)測裝置能夠克服現(xiàn)有高爐冷卻水監(jiān)測 裝置存在的弊端，同時，這套監(jiān)測裝置可以在線實時、直觀的顯示高爐各爐層的冷卻水溫差變化情況，能夠利用冷卻水溫差的變化來判斷冷卻壁冷卻水管的正常與否，根據(jù)實時監(jiān)測的數(shù) 據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分析判斷整個高爐爐墻情況的煉鐵高爐水溫，值得深一步研究并加以推廣。

參考文獻

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【分類號】：TM354.9

1 前言

近年來，發(fā)電廠、變電站工程設(shè)計中都配置有在線監(jiān)測裝置，特別是發(fā)電機和變壓器的在線監(jiān)測裝置，在新建工程中已普遍配置，但發(fā)電廠中裝設(shè)的各種在線監(jiān)測裝置的信息基本沒有得到應(yīng)有的重視和系統(tǒng)的管理，為使在線監(jiān)測裝置在發(fā)電廠中能得到充分利用，促進我國電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)對發(fā)電廠中的在線監(jiān)測裝置進行整合設(shè)計，建立有效的信息管理系統(tǒng)，使在線監(jiān)測裝置在發(fā)電廠的運行管理中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2 在線監(jiān)測裝置產(chǎn)品及使用情況現(xiàn)狀

2.1 在線監(jiān)測裝置的配置情況

根據(jù)GB/T7064-2002《透平型同步電機技術(shù)要求》中的規(guī)定，“對功率200MW及以上的電機，可根據(jù)用戶需要配備各種監(jiān)測器，以提高電機運行可靠性。如配置漏水監(jiān)測器；漏氣、漏油監(jiān)測器，氫氣純度監(jiān)測器；發(fā)電機絕緣過熱監(jiān)測器（G..C.M）；局部放電監(jiān)測儀（P.D.M）；氫氣濕度監(jiān)測器等”。

發(fā)電廠的升壓主變壓器一般根據(jù)業(yè)主意見裝設(shè)油中氣體及微水在線監(jiān)測裝置，個別還有裝設(shè)變壓器套管介損、局放監(jiān)測裝置等；廠用變壓器和起動備用變壓器個別裝設(shè)了油中氣體及微水在線監(jiān)測裝置，較大部分沒有裝設(shè)。

敞開式布置的斷路器都沒有裝設(shè)在線監(jiān)測裝置，封閉組合電器（GIS）卻都配有局部放電在線監(jiān)測、氣體泄漏量側(cè)及氣體絕緣設(shè)備的在線監(jiān)測裝置。

個別業(yè)主要求為廠用中壓斷路器（真空斷路器）配置在線監(jiān)測裝置。

有些高壓電纜、封閉母線、高壓電動機等也配置了在線監(jiān)測裝置。

2.2 在線監(jiān)測裝置的產(chǎn)品性能和質(zhì)量

隨著傳感器技術(shù)、信息采集技術(shù)、數(shù)字分析技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)得到了飛速發(fā)展，現(xiàn)在已能夠較好的監(jiān)測發(fā)電機、變壓器等高壓電氣設(shè)備的絕緣、局部放電等潛在故障及故障發(fā)展趨勢。

目前，技術(shù)含量較高的解讀式在線監(jiān)測裝置，如發(fā)電機局部放電、發(fā)電機絕緣過熱、變壓器油色譜等重要電氣設(shè)備的在線監(jiān)測裝置等多由美、加等國外制造廠和研究機構(gòu)制造，監(jiān)測信息的準確度能夠基本滿足對電氣設(shè)備進行運行監(jiān)視、故障趨勢判斷、為制定檢修計劃提供參考的要求。

直讀式在線監(jiān)測裝置，如氫氣純度分析儀，定制冷卻水導(dǎo)電率儀，氫氣漏入水中監(jiān)測器，氫氣露點儀，氫氣監(jiān)測儀等監(jiān)測設(shè)備，這類直讀式設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)準確度較高，較少有漏、誤報現(xiàn)象，但這些設(shè)備監(jiān)測對象都是大型電氣設(shè)備的輔助設(shè)施。

3 建立在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的可行性

3.1 在線監(jiān)測裝置組網(wǎng)能力

通過搜資和調(diào)研獲知，現(xiàn)在行業(yè)中使用和配置的電氣設(shè)備在線監(jiān)測裝置大都具有網(wǎng)絡(luò)接口和信息傳輸接口，只有個別國產(chǎn)設(shè)備不具備信息傳輸接口。一些設(shè)備帶有以太網(wǎng)口，有些設(shè)備帶有串行口，也有些設(shè)備帶有CAN總線接口。

個別裝置不具有信息接口，可利用接口轉(zhuǎn)換設(shè)備進行轉(zhuǎn)換，可將基本的裝置動作和報警信息傳遞到上位機。

各類在線監(jiān)測裝置的通信協(xié)議多為MODBUS、MODBUS RTU/TCP/DNP3.0及IEC60870、IEC61850等電力系統(tǒng)常用或通用協(xié)議。

有些制造商為適應(yīng)設(shè)備組網(wǎng)連接開發(fā)了一系列通信接口和通信接口轉(zhuǎn)換裝置等。

3.2 在線監(jiān)測裝置信息管理終端設(shè)備能力

1）目前可作為在線監(jiān)測系統(tǒng)信息管理終端的設(shè)備有兩種：

第一，由在線監(jiān)測裝置制造廠或集成商開發(fā)的專用在線監(jiān)測裝置信息管理系統(tǒng)，有專門對應(yīng)某一種在線監(jiān)測裝置的，如：發(fā)電機運行信息管理系統(tǒng)、GIS運行信息管理系統(tǒng)等；也有可收集管理所有連接的在線監(jiān)測裝置信息的綜合管理系統(tǒng)；

第二，由發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（ECMS） 或電網(wǎng)監(jiān)控（NCS）集成一個在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。

2）兩種終端系統(tǒng)可達到的能力

可借助以太網(wǎng)或局域網(wǎng)及信息傳輸接口采集在線監(jiān)測裝置的信息，包括數(shù)字及文字數(shù)據(jù)，報警信號，趨勢曲線等；

對采集到的數(shù)據(jù)進行整理、儲存、與初始及典型數(shù)據(jù)進行對比，提供可能的潛在故障判斷結(jié)果，可作為制定設(shè)備維護和檢修計劃的參考；

可根據(jù)設(shè)定值進行故障報警；

所有采集到的數(shù)據(jù)和信息都可在監(jiān)測終端上監(jiān)測和提取，根據(jù)需要可對數(shù)據(jù)和曲線進行打印，供運行人員使用。

綜上所述借助于發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（ECMS或NCS）集成在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，或采用獨立的在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)都是可行的。建立在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)可不過多增加發(fā)電廠的設(shè)備投資，通過在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)可采集和處理較大部分在線監(jiān)測裝置的信息，為電廠運行提供輔助數(shù)據(jù)；

4 建立發(fā)電廠在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的意義

4.1 在線監(jiān)測裝置的主要作用

發(fā)電機在線監(jiān)測裝置可在發(fā)電機帶負荷運行的情況下，對發(fā)電機絕緣、過熱、匝間短路故障等進行監(jiān)視，通過趨勢曲線可幫助我們評估和判斷發(fā)電機主機的運行狀態(tài)。

變壓器在線監(jiān)測裝置可在線監(jiān)測變壓器局部放電、變壓器油中溶解氣體成分含量、油中水分含量等，從而幫助我們判斷變壓器的潛在故障和安全隱患。

GIS、斷路器、高壓電纜、封閉母線、高壓電動機等的在線監(jiān)測裝置也分別對這些高壓電器的運行狀況提供故障判斷參考依據(jù)。

4.2 建立在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的意義

在發(fā)電廠中，發(fā)電機和主變壓器中多數(shù)已配置了在線監(jiān)測裝置，只是信息沒能得到統(tǒng)一管理，通過建立信息管理系統(tǒng)能夠?qū)⒃诰€監(jiān)測信息進行收集、監(jiān)視和管理，使在線監(jiān)測裝置得到充分利用。

通過對在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)和曲線的監(jiān)視，對設(shè)備運行狀況做出預(yù)測和判斷，為電廠電氣設(shè)備的維護和檢修提供依據(jù)和參考。

在運行中對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進行定期和不定期管理和整理，通過與大小檢修過程中的實際數(shù)據(jù)進行對比，可對在線監(jiān)測裝置做出客觀、準確的評價，集系統(tǒng)中多電廠在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累，可逐步建立在線監(jiān)測裝置技術(shù)水平、產(chǎn)品性能、數(shù)據(jù)準確程度等的設(shè)備信息庫。

加強設(shè)備信息及運行數(shù)據(jù)的管理和存儲為逐步實施在線診斷和狀態(tài)檢修積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)依據(jù)。

建立智能化電網(wǎng)已正式提到電力系統(tǒng)建設(shè)的意識日程，而電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)將是電力系統(tǒng)智能化的一個重要組成部分。

為建立在線監(jiān)測裝置的設(shè)計、運行管理制度積累經(jīng)驗。

5 發(fā)電廠在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的設(shè)計

5.1 在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)設(shè)計思路

1） 發(fā)電廠在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計最重要的是這些設(shè)備提供的信息和數(shù)據(jù)的管理，必須將這些信息和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給運行人員，這些在線監(jiān)測裝置的配置才有意義。根據(jù)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，合理組網(wǎng)應(yīng)該是最佳選擇。

2） 在組網(wǎng)有困難時，至少應(yīng)利用通信接口將配置的在線監(jiān)測裝置的信息上送到運行人員可監(jiān)看的地方，讓它們發(fā)揮對電氣設(shè)備的監(jiān)測作用；

3） 充分利用現(xiàn)場總線技術(shù)將發(fā)電廠中已選配好的在線監(jiān)測裝置進行組網(wǎng)，實行在線監(jiān)測信息的集中管理。

4） 可采用獨立的信息管理系統(tǒng)；也可考慮利用電廠中配置的電氣監(jiān)控設(shè)備作為在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的集中監(jiān)視載體，在發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中建立在線監(jiān)測管理系統(tǒng)子系統(tǒng)；或利用在線監(jiān)測裝置的上位機實現(xiàn)獨立組網(wǎng)。

5） 發(fā)電廠在線監(jiān)測裝置組網(wǎng)可按信息采集層，信息管理層，站控層三級組網(wǎng)，根據(jù)具體情況可簡化為兩級；

5.2 基本組網(wǎng)方式

第一種組網(wǎng)方式：按在線監(jiān)測裝置監(jiān)測對象相同的裝置分別跨機組連接（管理層）后，在站控層組網(wǎng)。這種方式較好實現(xiàn)，因為同一個電廠中，同一種設(shè)備的在線監(jiān)測裝置多數(shù)情況下應(yīng)該是同制造廠同型號的產(chǎn)品，他們的連接不需要規(guī)約轉(zhuǎn)換，在站控層實現(xiàn)規(guī)約轉(zhuǎn)換，這種組網(wǎng)方式可分為三個基本層，站控層、信息管理層、信息采集層。見附圖1； 附圖1：組網(wǎng)方式一

第二種組網(wǎng)方式：按機組單元將每一臺發(fā)電機組（包括變壓器）的各種在線監(jiān)測裝置縱向連接（管理層），通過規(guī)約轉(zhuǎn)換后，按機組將信息上送至站控層。這種方式管理性好，每個機組的信息集中管理，較容易綜合分析，判斷機組是否需要局部檢修或退出運行。但各種在線監(jiān)測裝置很難做到都是同種規(guī)約，需經(jīng)過較復(fù)雜的規(guī)約轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的過程中將失去部分信息，互相之間的信息共享困難，除非所有在線監(jiān)測裝置都采用同一制造廠產(chǎn)品或全部采用IEC61850標準。這種組網(wǎng)方式可分為三個基本層，站控層、信息管理層、信息采集層。見附圖2。

附圖2：組網(wǎng)方式二

第三種組網(wǎng)方式：各在線監(jiān)測裝置直接上傳組網(wǎng)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡化為兩層。這種組網(wǎng)方式，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，但較浪費連接電纜， 每套裝置都要有電或光纜接至主控室。并且這種組網(wǎng)方式對在線監(jiān)測裝置和在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)載體的組網(wǎng)能力要求都較高。要么所有聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)測裝置采用同種接口和規(guī)約，要么在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)載體需要具有較高的接口集成和規(guī)約轉(zhuǎn)換能力。比較理想的條件是所有在線監(jiān)測裝置和在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)載體都采用IEC61850標準和協(xié)議。見附圖3。

附圖3：組網(wǎng)方式三

5.3 應(yīng)用實例

上述提出的3種組網(wǎng)方式，是理想條件下的基本方式，在實際工程中需靈活使用，如某電廠結(jié)合工程實際采用了第二、三種組網(wǎng)方式混合的組網(wǎng)方案。

1） 電廠在線監(jiān)測裝置的配置

兩臺機各配置一套發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測裝置，由母線耦合器、BusTrac監(jiān)測儀、工程師站及局放監(jiān)測分析軟件組成。工程師站可與電廠管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通訊，將發(fā)電機局放數(shù)據(jù)信息到電廠管理系統(tǒng)網(wǎng)上，采用RS485通信口。

兩臺機各配置一套FJR-IIA型發(fā)電機絕緣過熱監(jiān)測裝置，裝置不具有通信傳輸接口，只輸出報警接點。

兩臺主變壓器各配置一套TM8+TMM在線監(jiān)測系統(tǒng)，采用MODBUS RTU/TCP/IP，DNP3.0及IEC60870規(guī)約。

750kVGIS配置SDM型六氟化硫壓力及微水在線監(jiān)測儀，主要由氣體密度計、微水傳感器、現(xiàn)場監(jiān)控單元和后臺監(jiān)控計算機等組成。計算機主機具有以太網(wǎng)口。兩套GIS在線監(jiān)測儀共設(shè)了一個監(jiān)控主機。

5.4 在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)載體確定

本電廠電氣設(shè)備在線監(jiān)測裝置由多家制造廠產(chǎn)品構(gòu)成，各在線監(jiān)測裝置的通信方式、接口形式、信息報文格式都不相同，不宜采用獨立載體的在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，也不宜采用某種在線監(jiān)測裝置自帶監(jiān)控主機或工程師站對全站的在線監(jiān)測裝置進行管理。經(jīng)比較，選擇借助于發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（ECMS）集成，即在本電廠的電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)主站層監(jiān)控管理機中集成一個在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。

5.5 在線監(jiān)測組網(wǎng)方案

由于在線監(jiān)測裝置是隨電氣設(shè)備集成的，各裝置來自不同的制造廠，有串行口、以太網(wǎng)口，也有開關(guān)量，協(xié)議和規(guī)約不盡相同，需針對不同信息輸出形式做適當?shù)慕M網(wǎng)連接。結(jié)合本電廠的實際情況經(jīng)與發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（ECMS）制造商協(xié)商最終確定采用上述的第二、三種組網(wǎng)方式混合的組網(wǎng)方案。

通信管理機與ECMS服務(wù)器采用雙網(wǎng)，GIS在線監(jiān)測與ECMS直接相連采用雙網(wǎng)，通信管理機與發(fā)電機局部放電工程師站、變壓器在線監(jiān)測裝置、多直流測控裝置采用單網(wǎng)。具體組網(wǎng)方式如下：

1）為節(jié)省電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)中間通信控制層的接口，也為了數(shù)據(jù)隔離，配置2臺通信管理機，分別用于2臺機組在線監(jiān)測裝置的信息接收，并將在線監(jiān)測裝置的上傳信息數(shù)據(jù)送給電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的后臺機。

2）由于發(fā)電機絕緣過熱在線監(jiān)測裝置不具有通信接口，只能送出報警信號開關(guān)量干接點，不被電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)接收，配置一臺多直流測控裝置，用于2臺機絕緣過熱在線監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)的采集，并通過CAN網(wǎng)與通信管理機通信，將采集到的數(shù)據(jù)上送到通訊管理機。

3）2臺機的發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測裝置都分別帶有數(shù)據(jù)接收、儲存和管理的工程師站，而工程師站具有RS485接口，組網(wǎng)采用2臺機的局部放電在線監(jiān)測裝置分別通過各自工程師站（兩臺機分屬不同業(yè)主）直接與通信管理機接口，上傳數(shù)據(jù)，距離較近采用屏蔽雙絞線連接。

4）主變壓器配置的變壓器油中氣體及微水在線監(jiān)測裝置具有RS485接口，組網(wǎng)采用通信口直接與通信管理機通信上傳數(shù)據(jù)，

5）GIS氣體壓力及微水在線監(jiān)測計算主機具有以太網(wǎng)口，并采用OPC協(xié)議，組網(wǎng)采用以太網(wǎng)口直接與ECMS網(wǎng)絡(luò)交換機連接，上傳數(shù)據(jù)，由于距離較遠采用光纜連接。雙網(wǎng)2側(cè)需要配置4個光電轉(zhuǎn)換器。

電廠在線監(jiān)測組網(wǎng)示意圖詳見附圖4。

6 結(jié)論及建議

6.1 在線監(jiān)測技術(shù)的研究上，我國還較國際水平相差甚遠，雖然設(shè)備購買量很大，設(shè)備利用率低； 為提高發(fā)電廠中在線監(jiān)測裝置的作用，合理利用資源，從設(shè)計入手，在不過多增加設(shè)備投資的條件下，開展在線監(jiān)測裝置的組網(wǎng)設(shè)計，建立發(fā)電廠在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，對提高設(shè)計的創(chuàng)新性、完善性都是必要的。

6.2 現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展使在線檢測裝置的生產(chǎn)水平和能力正在日新月異的發(fā)展，有些理論和檢測手段已達到一定水平，這些裝置給出的信息具有相當?shù)目尚哦龋辽倏梢宰鳛闄z修診斷的有力參考；通過學習和宣傳使更多的人了解在線檢測裝置技術(shù)和發(fā)展趨勢，充分認識在線檢測裝置的作用，重視在線檢測裝置信息的采集和利用。

6.3 建議在工程中應(yīng)選擇具有信息和數(shù)據(jù)上傳能力的微機型或數(shù)字式裝置；

6.4 建議在發(fā)電廠設(shè)計中重視對發(fā)電廠在線監(jiān)測裝置的組網(wǎng)，上傳和集中監(jiān)視采集到的數(shù)據(jù)信息，有效利用資源。

6.5 為建立信息采集組網(wǎng)完善的發(fā)電廠在線監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，應(yīng)逐步在在線監(jiān)測系統(tǒng)推廣采用IEC61850標準，利用IEC61850標準，實現(xiàn)不同制造廠、不同類型產(chǎn)品之間的信息共享，構(gòu)成完善的在線監(jiān)測系統(tǒng)和智能診斷系統(tǒng)，共享專家數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)發(fā)電廠在線監(jiān)測智能化，以便實現(xiàn)狀態(tài)檢修。

附圖4：在線監(jiān)測組網(wǎng)實例組網(wǎng)示意圖

參考文獻

篇（9）

1.引言

高壓開關(guān)設(shè)備是電力系統(tǒng)中重要的控制設(shè)備和保護設(shè)備，設(shè)備中的斷路器任務(wù)是根據(jù)電網(wǎng)運行的需要把電力設(shè)備和線路投入或退出運行，或者將發(fā)生故障的電力設(shè)備和線路從電網(wǎng)快速切除，以保證電網(wǎng)中無故障部分正常運行。因此，一旦高壓斷路器出現(xiàn)故障，就有可能造成電力系統(tǒng)的更大的故障，嚴重時會造成重大損失[1，2]。

在我國，10KV級高壓斷路器大多數(shù)用于金屬封閉開關(guān)設(shè)備（成套電器），受工作環(huán)境所限，基本都不具備在線監(jiān)測的能力。但是就高壓斷路器而言，由于機械原因造成的故障（包括拒合、拒分和誤動）占70%～80%。操動機構(gòu)和傳動系統(tǒng)的故障以及電氣控制及輔助回路的故障是造成拒合、拒分和誤動故障的主要原因。因此，對高壓斷路器進行機械特性在線監(jiān)測，可以及早的發(fā)現(xiàn)斷路器故障原因，對減少開關(guān)事故和方便工作人員檢修有重要意義[3，4]。

本文在研究和分析了10KV級高壓斷路器故障原因的基礎(chǔ)上，提出了一種針對某公司生產(chǎn)的BPC-12/1250-31.5型永磁操動機構(gòu)高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測裝置的設(shè)計方案，實現(xiàn)了對斷路器機械特性的在線監(jiān)測。

2.裝置總體設(shè)計方案

2.1 設(shè)計目標

高壓斷路器機械特性可進行監(jiān)測的參數(shù)較多，但受電磁環(huán)境等條件的約束，實際可以進行在線監(jiān)測的參數(shù)并不太多。本文通過分析高壓斷路器各種故障的故障率，結(jié)合高壓開關(guān)出廠檢驗儀器的國標《DL/T846.3-2004高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件第三部分：高壓開關(guān)綜合測試儀》中的要求，選取斷路器的行程、超程、剛分（合）速度、分（合）閘時間、彈跳次數(shù)、彈跳時間、平均速度和動作時間這些特征量進行在線監(jiān)測[5，6]。

2.2 總體設(shè)計方案

在線監(jiān)測裝置包括傳感器、信號處理電路、CPU處理模塊和通信隔離電路組成，裝置整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本文選用電阻式位移傳感器獲取位移信號。當斷路器動作時，電阻式位移傳感器會產(chǎn)生阻值變化，即為斷路器的動作信號。傳感器一般安裝在斷路器外部，可不影響設(shè)備的原有性能及可靠性[7]。在此，將直線位移傳感器安裝在動作觸頭的電磁鐵附近，有電磁鐵帶動懸臂梁與狀態(tài)指示器一起動作，角位移傳感器安裝在動觸頭動作的轉(zhuǎn)軸一端，傳感器安裝如圖2所示。

位移傳感器產(chǎn)生電阻信號的變化，經(jīng)信號處理電路轉(zhuǎn)換為電壓信號，可供CPU處理器進行數(shù)據(jù)采集。分合閘指令信號和輔助觸點信號經(jīng)開關(guān)量輸入電路傳送至CPU處理器，用來控制開啟CPU的AD采集以及反映開關(guān)的分合閘狀態(tài)。CPU選用TI公司的TMS320F2812型號的DSP為主處理器，DSP對采集到的分合閘信號及相應(yīng)的運動過程信號進行數(shù)據(jù)采集、運算之后，進行就地顯示監(jiān)測參數(shù)，并通過RS485通信將監(jiān)測參數(shù)上傳至上位機監(jiān)控軟件。

3.裝置硬件設(shè)計

3.1 DSP處理板電路設(shè)計

DSP系統(tǒng)有電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路、JTAG仿真接口電路、片外程序存儲器、通信電路、時鐘芯片電路、液晶顯示電路和其它引腳處理及未用IO引腳處理電路9部分組成。電源電路為整個DSP系統(tǒng)供電，DSP需要直流3.3V和1.8V電源，，其中3.3V供給IO等外設(shè)，1.8V供給DSP內(nèi)核。TMS320F2812的上電次序是外設(shè)先上電，內(nèi)核后上電。電源電路采用TPS767D318為核心芯片，其輸入為+5V，輸出電壓為1.8V和3.3V，滿足DSP上電要求，具體電路如圖3所示。

3.2 信號處理電路設(shè)計

信號處理電路主要對直線位移和角位移傳感器信號進行處理，包括基準電源電路、直線位移信號調(diào)理電路和角位移信號調(diào)理電路。由于傳感器輸出信號為線性電阻信號，實際處理信號為電壓信號，系統(tǒng)電源受外部干擾影響，穩(wěn)壓精度稍低。在此，本文采用穩(wěn)壓管TL431進行穩(wěn)壓，其精度較高，可用于作為基準電源，輸出為電壓+4V，其電路原理如圖4所示。

高壓斷路器的位移信號是由電磁機構(gòu)驅(qū)動傳動機構(gòu)傳遞的運動信號，參考相關(guān)標準可知，其運動信號為低頻信號。由于工作現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，易受外界電磁環(huán)境等干擾，在此，本文選用二階有源巴特沃斯低通濾波器濾除干擾信號。由斷路器的機械性能標準規(guī)定知，斷路器機構(gòu)行程為8±1mm，超程為3.0～4.5mm，動作速度

濾波器的設(shè)計應(yīng)滿足，在通帶內(nèi)信號有盡可能小的衰減，且濾波曲線平坦，在阻帶內(nèi)將信號盡可能衰減。斷路器機械運動的最高頻率為37.5Hz，將濾波器的轉(zhuǎn)折頻率設(shè)計在保證37.5Hz信號幅值衰減允許情況的最低頻率。二階巴特沃斯濾波器的標準傳遞函數(shù)為：

由式（2）巴特沃斯濾波器的傳遞函數(shù)特性知，當ξ=0.707時效果較為理想，此時頻率響應(yīng)的幅頻特性不存在諧振峰，且具有最陡峭的衰減特性，查巴特沃斯濾波器的衰減特性曲線，得出此時轉(zhuǎn)折頻率取在60Hz附近可滿足要求。對濾波參數(shù)進行歸一化設(shè)計，取，二階有源巴特沃斯濾波器設(shè)計公式為[8]：

式中，、為電阻和電容的計算參數(shù)，為截止頻率，為品質(zhì)因數(shù)。

DSP的AD采集端要求輸入信號范圍為0～3V，因此，需將濾波后的信號調(diào)整在0～3V范圍，并對其限壓保護。信號調(diào)理電路如圖5所示。

3.3 開關(guān)量輸入電路設(shè)計

開關(guān)量輸入信號包括分合閘動作指令信號和斷路器狀態(tài)輔助觸點信號，為保證裝置的安全性和可靠性，本文采用光電耦合芯片TLP521對開關(guān)量信號進行電氣隔離，然后送至DSP的中斷端口，其電路原理圖如圖6所示。

4.裝置軟件設(shè)計

高壓斷路器機械特性在線監(jiān)測的軟件設(shè)計包括系統(tǒng)初始化、AD采集、數(shù)據(jù)處理、顯示和通信等程序。系統(tǒng)上電后首先進行初始化，根據(jù)輔助觸點狀態(tài)來判斷當前分合閘狀態(tài)。當有分合閘動作中斷信號產(chǎn)生時，啟動AD采集程序，并對數(shù)據(jù)進行FIR濾波后，計算速度信號、平滑濾波、計算特征參數(shù)，并將特征參數(shù)上傳至上位機，同時進行就地顯示。系統(tǒng)程序流程如圖7所示。

5.裝置測試結(jié)果分析

系統(tǒng)裝置的測試以BPC-12/1250-31.5型配永磁操動機構(gòu)的高壓真空斷路器為實驗平臺。在實驗室將信號處理電路部分連調(diào)測試，對分合閘動作分別進行多次實驗。用示波器抓取分合閘動作信號的波形如圖8所示。

其中，CH1為直線位移信號，CH2為角位移輸出信號。直線位置傳感器位于操控結(jié)構(gòu)的懸臂上，運動過程中信號變化明顯，由波形圖看出，在分合閘動作時，有明顯的彈跳波動。角位移傳感器在動作過程中轉(zhuǎn)動的角度較小，傳感器阻值變化范圍較小，彈跳波動不明顯，該傳感器輸出的信號需進行進一步校正后使用。

將機械特性在線監(jiān)測裝置整體聯(lián)調(diào)，選用直線位移信號進行機械特性在線監(jiān)測輸入信號，經(jīng)過多次實驗，取其中一組典型監(jiān)測參數(shù)如表1所示。

通過分析多次實驗數(shù)據(jù)分析，誤差不超過2%，可滿足機械特性在線監(jiān)測的精度要求。

6.結(jié)語

高壓斷路器機械特性在線監(jiān)測裝置可有效的監(jiān)測斷路器分合閘動作時的特征參數(shù)，并且可以將監(jiān)測參數(shù)通過RS485進行數(shù)據(jù)上傳。裝置有測量精度高、實時在線和數(shù)據(jù)通信等優(yōu)點，而且有著良好的抗干擾特性，可用于智能開關(guān)柜等配有高壓斷路器的電氣設(shè)備中進行機械特性在線監(jiān)測。

參考文獻

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篇（10）

一、緒論

隨著電網(wǎng)“可視化”需求飛速增長，“視頻監(jiān)控”在安全生產(chǎn)經(jīng)營中的位置不斷增強。伴隨著變電站站點、監(jiān)控設(shè)備總量的增加，視頻監(jiān)控終端覆蓋范圍不斷擴大，視頻監(jiān)控終端的運維、業(yè)務(wù)保障能力的需求逐年提高，迫切需要完善視頻監(jiān)控終端運維制度、豐富運維手段，進一步提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，實現(xiàn)電網(wǎng)運行在線控制的綜合監(jiān)控、集中管理。文中主要以縮短視頻監(jiān)控終端停運時間為重點，分析影響視頻監(jiān)控終端停運時間的各個因素而出發(fā)改進視頻監(jiān)控電源適配器，因此達到目的。

二、視頻監(jiān)控在電力系統(tǒng)的研究應(yīng)用

電力系統(tǒng)是應(yīng)用信息技術(shù)較早的行業(yè)之一，信息技術(shù)在電力生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、科研、設(shè)計等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗、降低成本、縮短工期、提高勞動生產(chǎn)率和辦公水平等方面取得了顯著成效。多年來，隨著電力生產(chǎn)需要，電力通信系統(tǒng)建立了覆蓋全國的微波、光纖、衛(wèi)星、無線等多種通信網(wǎng)，為電力系統(tǒng)實時自動化系統(tǒng)的傳輸、監(jiān)控及調(diào)度指揮作出了貢獻，為在電力系統(tǒng)實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控提供了硬件支撐平臺。

為了提高對變電站及無人值守變電站在安全生產(chǎn)、防盜、火警監(jiān)控等方面的綜合管理水平，實現(xiàn)創(chuàng)一流的目標，越來越多的電力企業(yè)正在考慮建設(shè)集中式遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)并研究縮短視頻監(jiān)控終端停運時間。它可以對各變電站的現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，將變電站的各監(jiān)視點，如主控制室，高壓室、設(shè)備情況、斷電器、隔離刀閘、變壓器油面位置等現(xiàn)場圖像通過通信網(wǎng)實時地傳輸?shù)郊卣净蛘{(diào)度中心；同時可以按照多種方式進行數(shù)字錄像，保存在服務(wù)器上供事后調(diào)用。

對重要變電站，調(diào)度人員可分別通過企業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)，利用桌面計算機，實時地對變電站進行監(jiān)控，可為巡視變電站設(shè)備的有關(guān)人員提供便利?，F(xiàn)在所有電力系統(tǒng)安裝的監(jiān)控系統(tǒng)都有視頻監(jiān)控功能，為了能夠更充分發(fā)揮視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的功能，更準確地判斷現(xiàn)場發(fā)生故障的原因，并且為了確保變電站實時被監(jiān)控，因此要保證視頻監(jiān)控終端停運時間，能在原來監(jiān)控系統(tǒng)和利用繼電器原理的基礎(chǔ)上，縮短視頻監(jiān)控終端停運時間，為了實時監(jiān)控提供了一種新的檢測手段。

本文所研制的視頻監(jiān)控終端電源適配器在線監(jiān)測裝置可實現(xiàn)縮短視頻監(jiān)控終端停運時間。為電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)提供可靠的保障帶來便利。

三、影響視頻監(jiān)控終端停運時間的因素

視頻監(jiān)控為現(xiàn)代化發(fā)展的中心部分而得到了許多領(lǐng)域的廣泛使用。比如說，電力行業(yè)。在應(yīng)用視頻監(jiān)控終端的同時也要確保視頻監(jiān)控終端的正常運行，不過很多因素對視頻監(jiān)控終端停運時間有很大的影響，在影響停運時間的因素中有人員培訓(xùn)不足、設(shè)備投運時間長、電源適配器位置不清、無法實現(xiàn)電源適配器的遠程監(jiān)測、未制定定期巡檢制度、無電壓監(jiān)測裝置等，這些因素都會影響視頻監(jiān)控終端停運時間。

在調(diào)查和研究過程發(fā)現(xiàn)最直接影響視頻監(jiān)控終端停運時間的因素是無電源適配器電壓監(jiān)測裝置，因為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中電源適配器具備信息采集條件，但都未加裝電壓檢測裝置。因此我們自行開發(fā)研制視頻監(jiān)控終端電源適配器故障在線監(jiān)測裝置。

四、電源適配器故障在線監(jiān)測裝置設(shè)計

4.1設(shè)計階段

步驟一：工作原理

繪制電源適配器故障在線監(jiān)測裝置工作流程圖：

電源適配器故障在線監(jiān)測裝置可以利用繼電器的工作原理來傳送適配器故障信號并且把信號發(fā)送到遠端運維人員電腦上。

步驟二：電路設(shè)計

根據(jù)在線監(jiān)測裝置工作流程圖，繪制電源適配器故障在線監(jiān)測裝置工作原理圖，如圖2所示。為了實時監(jiān)測電源適配器的工作狀態(tài)，選擇將小型功率繼電器的控制回路并聯(lián)在電源適配器的低壓側(cè)，工作回路與DVR報警端口串聯(lián)。通過電源適配器工作狀態(tài)的改變，并聯(lián)在其兩端的繼電器會發(fā)出高低不同的電平，通過DVR的報警輸入端將信號傳入智能監(jiān)控平臺，通過平臺的處理，將信息傳送至遠端運維人員的操作界面。

4.2實施階段

步驟一：繼電器選型

統(tǒng)計視頻監(jiān)控終端使用的攝像機類型，及其電源適配器的參數(shù)，如表1所示。

查找DVR設(shè)備操作手冊，DVR報警輸入端口說明：

（1）報警輸入類型不限，可以是常開型也可以是常閉型。

（2）報警探測器的地端（ GND ）與 com 端并聯(lián)（報警探測器應(yīng)由外部電源供電）。

（3）報警探測器的接地端與硬盤錄像機接地端并接。

（4）報警探測器的 NC 端接到 DVR 報警輸入端（ALARM ）。

（5）當用外部電源對報警設(shè)備供電時需與硬盤錄像機共地。

根據(jù)繼電器工作原理將DVR報警類型設(shè)置為常開，即電源適配器正常工作時，報警回路保持開路，當視頻監(jiān)控終端電源適配器故障時，回路閉合，DVR啟動報警。

步驟二：搭建電路進行實驗驗證

對電源適配器故障在線監(jiān)測裝置進行了現(xiàn)場實驗。當攝像機適配器正常工作時，報警回路保持開路狀態(tài)，DVR報警不啟動，如圖4所示。

攝像機適配器故障時，工作回路斷開，繼電器動作，報警回路接通，向DVR報警接入端口輸入低電平信號，DVR報警啟動，DVR報警啟動同時，遠端運維人員桌面終端會彈出報警對話框并報警，提示電源適配器故障發(fā)生時間、DVR所在位置、報警類型和報警端口號，如圖所示。

電源適配器故障在線監(jiān)測裝置在電源適配器發(fā)生故障時，能夠通過DVR和通信網(wǎng)將故障信號迅速傳送至遠端運維界面并報警，實現(xiàn)了視頻監(jiān)控終端電源適配器故障快速定位。由現(xiàn)場長期運行的結(jié)果來看， 基于視頻監(jiān)控終端電源適配器在線監(jiān)測裝置的研制符合設(shè)計要求。

五、分析及結(jié)論

本文闡述了視頻監(jiān)控終端電源適配器故障監(jiān)測裝置的研究與應(yīng)用，研究意義及目的以及當前主要的一些影響視頻監(jiān)控停運時間因素。重點介紹電源適配器故障在線監(jiān)測裝置研究、電源適配器的原理及其電源適配器故障在線監(jiān)測裝置實驗結(jié)果。在科技迅猛發(fā)展的今天，我們有理由相信視頻監(jiān)控會成為很多學者研究的熱點而且會逐漸趨于完善。目前，我們對于視頻監(jiān)控終端研究過程中已經(jīng)得到了很多的經(jīng)驗，在這方面也有了很多成就。雖然我們能很成功的利用繼電器的工作原理得到視頻監(jiān)控終端電源設(shè)配器在線裝置。但是，針對視頻監(jiān)控技術(shù)研究仍處于一個較新的階段，也許在很多方面存在缺點。針對這些缺點我們要深入研究和分析。只有這樣我們才可以得到穩(wěn)定性和可靠性好的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。日后，我們需要更好的深入研究視頻監(jiān)控裝置的實時性、穩(wěn)定性等方面，爭取得到最系統(tǒng)的，最快，最好的方法，不停地完善我們所研制的在線監(jiān)測裝置的缺點。研究系統(tǒng)性的、識別精度率高、識別能力強的在線監(jiān)測裝置。

參 考 文 獻

[1] 王斌，樓穎稚，張肖寧. 視頻監(jiān)控的發(fā)展及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用. 電力系統(tǒng)通信. 2004.

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