導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇煙氣在線監(jiān)測(cè)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：火電；環(huán)保；煙氣在線監(jiān)測(cè)；安裝；原理；定期校驗(yàn)

中圖分類號(hào)： TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

國(guó)華臺(tái)山發(fā)電廠位于廣東省臺(tái)山市南部銅鼓灣。一期建設(shè)5×600MW國(guó)產(chǎn)燃煤發(fā)電機(jī)組，其中1-2號(hào)機(jī)組排放是公用一個(gè)煙囪，煙氣在線監(jiān)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)位于煙囪70米平臺(tái)。下面先簡(jiǎn)單介紹一下被測(cè)煙氣的運(yùn)行工況：鍋爐引風(fēng)機(jī)排出的原煙氣，通過(guò)脫硫增壓風(fēng)機(jī)以及換熱器降溫后送入吸收塔，煙氣與石灰石漿液接觸混合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最后生成二水石膏。脫硫后的凈煙氣依次經(jīng)過(guò)除霧器除去水滴，再經(jīng)過(guò)煙氣換熱器加熱升溫后，經(jīng)過(guò)煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)達(dá)到環(huán)保規(guī)定指標(biāo)要求后，方可通過(guò)煙囪排入大氣。

1. 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝

1.1測(cè)點(diǎn)的安裝要求

根據(jù)HJ/T75-2007《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》第6章規(guī)定中可知，有關(guān)煙氣在線測(cè)量裝置安裝有如下要求：

1.1.1應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負(fù)壓區(qū)域。

1.1.2測(cè)定位置應(yīng)避開(kāi)煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。對(duì)于顆粒物CEMS，應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不少于4倍煙道直徑，以及距上游方向不少于2倍煙道直徑處；對(duì)于氣態(tài)污染物CEMS，應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不少于2倍煙道直徑，以及距上游方向不少于0.5倍煙道直徑處。

1.1.3測(cè)點(diǎn)位置要求：人工取樣孔的位置在在煙氣分析儀取樣孔下游的500mm處，流速測(cè)量系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)安裝在煙氣污染物下游300mm外，并盡安裝在流速大于5m/s的位置。

1.2煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝位置

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備選擇安裝在煙囪70米平臺(tái)，設(shè)備主機(jī)及數(shù)采儀和預(yù)處理設(shè)備均集中放置在一個(gè)3000×4000mm的環(huán)保間內(nèi)。取樣點(diǎn)在煙囪四周均勻?qū)欠植迹舷乱还卜譃槿龑印５谝粚游挥?1.50M層，四個(gè)取樣點(diǎn)分別為：濕度、壓力、流速、濕氧，第二層位于72.50M層，四個(gè)取樣點(diǎn)分別為：溫度、氣體污染物、煙塵（2個(gè)），第三層位于73.20M層，四個(gè)取樣點(diǎn)均為人工監(jiān)測(cè)取樣點(diǎn)，便于接受環(huán)保監(jiān)督監(jiān)測(cè)使用。如下圖所示：

1.3煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電氣連接

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在煙囪70米平臺(tái)，需從電子間鋪設(shè)電源電纜，同時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要把測(cè)量結(jié)果的電信號(hào)傳送回電子間，因此需要至電子間架設(shè)電源電纜橋架，并且需把設(shè)備運(yùn)行參數(shù)反饋到電子間DCS柜。如下圖所示：

2. 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量參數(shù)介紹

煙氣污染物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)煙囪污染物排放量的系統(tǒng)，主要針對(duì)煙氣中的煙塵（或濁度）、氣態(tài)污染物濃度（SO2、NOx、CO、CO2、O2）、輔助參數(shù)（煙氣溫度、流速、濕度、壓力、濕氧）等，從而計(jì)算電廠煙氣污染物的排放量。見(jiàn)下圖：

各測(cè)量點(diǎn)介紹如下：

2.1 煙氣取樣點(diǎn)

氣體污染物取樣點(diǎn)的取樣探頭為德國(guó)M&C 公司的20S2026 SP2200-H/C/I/BB/F型探頭（規(guī)格：180℃ 230V.20S2026 SP2200-H/C/I/BB/F.316），取樣伴熱管路采用德國(guó)M&C公司的TYPE3-M型管路（220VAC 110瓦/米 最大長(zhǎng)度30米 取樣管Φ8mm）雙路鋪設(shè)提高儀表可靠性。設(shè)備本身自帶壓縮空氣反吹功能，可保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 煙塵測(cè)量點(diǎn)

煙塵測(cè)量?jī)x采用的是英國(guó)PCME公司生產(chǎn)的 LMS181型煙塵分析儀表，LMS181型分析儀表的測(cè)量原理如下：激光發(fā)射單元發(fā)射的激光束經(jīng)過(guò)含有顆粒物的氣流時(shí)，部分激光光束將被散射。通過(guò)鏡面收集單元收集前向散射的激光并將其反射到石英棒，由石英棒將前散射光傳到控制單元，控制單元接收到的散射光的能量與顆粒物濃度成正比，從而計(jì)算出被測(cè)氣流的顆粒物濃度，由于儀表測(cè)量光路較短，儀表抗干擾能力強(qiáng)。

2.3煙氣濕氧測(cè)點(diǎn)

煙氣濕氧測(cè)點(diǎn)采用的是日本富士電機(jī)儀表公司生產(chǎn)的ZFK2型煙氣濕氧分析儀表，ZFK2型分析儀表的測(cè)量原理如下：利用以氧化鋯（ZrO2）為主要成分的固體電解質(zhì)在高溫下只能通過(guò)氧離子的導(dǎo)電特性，是以氧濃度差電池的原理為基礎(chǔ)，測(cè)量被測(cè)氣體與基準(zhǔn)氣體氧濃度之差所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的氧傳感器。此表煙氣取樣探頭采用分流式，減少了探頭及傳感器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4煙氣流量、溫度測(cè)點(diǎn)

煙氣流量、溫度測(cè)點(diǎn)采用的是美國(guó)ESC公司的MDP 6500型集溫度和流量一體的測(cè)流儀，MDP 6500型勻速管流量測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理如下：速管流量測(cè)量傳感器是是基于皮托管測(cè)速原理發(fā)展而來(lái)的一種多點(diǎn)差壓流量傳感器。均速管與差壓變送器、顯示儀表、反吹裝置配套使用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圓管、矩形管道中的煙氣流量進(jìn)行測(cè)量。一般情況下，煙道中的流速分布是不均勻的，為準(zhǔn)確測(cè)量，將整個(gè)圓截面分為四個(gè)單元面積，兩個(gè)半圓及兩個(gè)半環(huán)。均速管正對(duì)流體方向有兩對(duì)正壓孔、它們分別處在各單元面積的中央，所測(cè)正壓即反映了各單元面積內(nèi)流速的大小。由于正壓孔是相通的，各點(diǎn)正壓值經(jīng)過(guò)物理平均后，由正壓引出管引至微差壓變送器的正壓接頭；在均速管背向煙氣流向一側(cè)的中央設(shè)有一個(gè)負(fù)壓孔，取出比實(shí)際靜壓低的負(fù)壓力，由負(fù)壓引出管引至微差壓變送器的負(fù)壓接頭，由此微差壓變送器能夠獲得均速管的正壓和負(fù)壓間之間的差壓值。差壓變送器所測(cè)得的差壓值與流量的平方成正比，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道流量的測(cè)量。

2.5煙氣分析系統(tǒng)

煙氣的氣體分析（SO2, NOX, O2）采樣方法采用直接抽取加熱法。氣體分析器選用西門子公司生產(chǎn)的ULTRAMAT23多組分紅外氣體分析儀。測(cè)量原理：SO2、NOx測(cè)量采用NRIR不分光紅外法；O2測(cè)量采用的是電化學(xué)法。

2.6其他測(cè)點(diǎn)

煙氣的濕度及壓力測(cè)點(diǎn)均采用西門子公司生產(chǎn)的濕度儀和絕壓變送器，設(shè)備安裝過(guò)程中注意汽水冷凝倒流進(jìn)入設(shè)備情況，一般采用設(shè)備高于比取樣點(diǎn)的安裝方式。

3. 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定期校驗(yàn)

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投入使用后，燃料、除塵效率的變化、水份的影響、安裝點(diǎn)的振動(dòng)等都會(huì)造成測(cè)量系統(tǒng)的偏移和干擾，所以設(shè)備必須要做定期校驗(yàn)以保證設(shè)備運(yùn)行的準(zhǔn)確性。定期校驗(yàn)應(yīng)做到：

3.1具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能的煙塵測(cè)量?jī)x和煙氣分析系統(tǒng)每24小時(shí)至少自動(dòng)校準(zhǔn)一次 儀器零點(diǎn)和跨度；具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能的流速 CMS 每24小時(shí)至少自動(dòng)校準(zhǔn)一次儀器的零點(diǎn)或/和跨度。

3.2無(wú)自動(dòng)校準(zhǔn)功能煙塵測(cè)量?jī)x每3個(gè)月至少用校準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)一次儀器的零點(diǎn)和跨度。

3.3直接測(cè)量法煙氣分析儀每30天至少用校準(zhǔn)裝置通入零氣和接近煙氣中污染物濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體校準(zhǔn)一次儀器的零點(diǎn)和工作點(diǎn)。

3.4無(wú)自動(dòng)校準(zhǔn)功能的煙氣分析系統(tǒng)每15天至少用零氣和接近煙氣中污染物濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體或校準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)一次儀器零點(diǎn)和工作點(diǎn)。

3.5無(wú)自動(dòng)校準(zhǔn)功能的流速系統(tǒng)每3個(gè)月至少校準(zhǔn)一次儀器的零點(diǎn)或/和跨度。

3.6抽取式煙氣分析系統(tǒng)每3個(gè)月至少進(jìn)行一次全系統(tǒng)的校準(zhǔn)，要求零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣體 與樣品氣體通過(guò)的路徑（如采樣探頭、過(guò)濾器、洗滌器、調(diào)節(jié)器）一致，進(jìn)行零點(diǎn)和跨度、 線性誤差和響應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)。

篇2

Abstract： Through analyzing the mercury in flue gas online monitoring technology of cold vapor atomic absorption spectrometry， the article designs mercury in flue gas online monitoring instruments based on cold vapor atomic absorption spectrometry， including sampling units， test unit， control unit， and display unit. The instrument test data on the drift of zero point， span drift is ideal， realizing the real-time， secure， and stable monitoring of mercury in flue gas.

關(guān)鍵詞： 冷原子吸收光譜法；在線監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)技術(shù)

Key words： cold vapor atomic absorption spectrometry；online monitoring；monitoring technology

中圖分類號(hào)：X82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）35-0032-02

0 引言

伴隨著工業(yè)的發(fā)展，汞的用途越來(lái)越廣，生產(chǎn)量急劇增加，從而使大量的汞隨著人類活動(dòng)而進(jìn)入環(huán)境。主要包括：施用含汞農(nóng)藥和含汞污泥肥料；汞礦的開(kāi)采、冶煉；含汞廢水灌溉；城市垃圾、廢物焚燒等等。人類活動(dòng)造成水體汞污染，主要來(lái)自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水。而排向大氣和土壤的也將隨著水循環(huán)回歸入水體。據(jù)第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)綜合報(bào)道，專家介紹，汞被聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署列為全球性污染物，是除了溫室氣體外唯一一種對(duì)全球范圍產(chǎn)生影響的化學(xué)物質(zhì)。

1 煙氣中汞在線監(jiān)測(cè)儀器原理

煙氣做采樣泵的作用下經(jīng)過(guò)氣路切換單元（除濕、除塵和除硫），通過(guò)隔膜泵將汞蒸氣輸送到檢測(cè)池中，汞蒸氣在254nm下有強(qiáng)烈吸收，汞蒸氣的濃度與吸收強(qiáng)度成正比，原理是朗伯-比爾定律

I=I0e-KCL

式中：I為吸收后的光強(qiáng)度；I0是物質(zhì)濃度為零（即不存在吸收物質(zhì)）時(shí)的光強(qiáng)度；C為物質(zhì)濃度；L為比色皿（采樣槽）的長(zhǎng)度；K為吸收常數(shù)。對(duì)于一個(gè)特定的采樣槽，其長(zhǎng)度L不變；對(duì)于特定的測(cè)量波長(zhǎng)以及特定的被測(cè)物，吸收常數(shù)K基本不變，因此通過(guò)測(cè)量吸收前后的可見(jiàn)光的強(qiáng)度，便可以測(cè)量出煙氣中汞的濃度。

2 煙氣中汞在線監(jiān)測(cè)儀器設(shè)計(jì)

2.1 儀器結(jié)構(gòu)框圖 儀器結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1所示，監(jiān)測(cè)儀器由三個(gè)單元組成，分別為氣路切換單元、檢測(cè)單元和顯示單元，氣路切換單元主要完成煙氣和零氣的切換處理，并針對(duì)不同的通道進(jìn)行不同的預(yù)處理，其中煙氣通道進(jìn)行除塵和超濾處理，以減少對(duì)汞檢測(cè)的影響。檢測(cè)單元由光源、檢測(cè)池和光電探測(cè)器組成，主要完成汞蒸氣的吸收光信號(hào)檢測(cè)，顯示單元由數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)輸出組成，主要完成對(duì)檢測(cè)到信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到吸光度，然后代入內(nèi)置工作曲線進(jìn)行計(jì)算得到汞濃度，最后將濃度結(jié)果通過(guò)RS485或4-20mA輸出。

2.2 氣路切換單元設(shè)計(jì)

2.2.1 切換器 切換器由三通切換閥和驅(qū)動(dòng)器組成，當(dāng)進(jìn)行正常測(cè)試時(shí)，切換器切換到煙氣通道，煙氣經(jīng)由除塵器和超濾器進(jìn)入檢測(cè)單元，當(dāng)儀器需要進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)，切換器切換到零氣通道，零氣經(jīng)由零氣通道直接進(jìn)入檢測(cè)單元。切換閥采用低壓24V控制模式，當(dāng)三通電磁閥有電時(shí)，切換閥打開(kāi)，失電時(shí)，切換閥關(guān)閉；當(dāng)控制電源故障失電時(shí)，切換閥關(guān)閉。驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)三通電磁閥，能通過(guò)接收TTL控制信號(hào)是否產(chǎn)生24V電壓。

2.2.2 除塵器 除塵器采用不銹鋼材料制成的圓柱形多孔濾芯，煙氣通過(guò)入口進(jìn)入濾芯，煙氣中的灰塵在濾芯上被攔截下來(lái)，煙氣得到凈化，當(dāng)濾芯被附著的灰塵累積到一定程度后，啟動(dòng)反清洗裝置，高壓空氣通過(guò)反清洗入口對(duì)濾芯進(jìn)行高壓反清洗，附著在濾芯表面的灰塵被脫落，達(dá)到濾芯自動(dòng)清潔的目的。

2.2.3 超濾器 采用歐洲優(yōu)質(zhì)過(guò)濾材料和不銹鋼骨架，具有過(guò)濾效率高、耐腐蝕、強(qiáng)度高、氣流阻力低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。濾芯最外層采用抗油、耐酸類化學(xué)腐蝕的疏水性泡沫套筒，防止了聚結(jié)液體重新進(jìn)入氣流，確保了高效率除有機(jī)干擾物，以減少有機(jī)物對(duì)汞檢測(cè)造成的影響。

2.3 檢測(cè)單元設(shè)計(jì)

2.3.1 光源 監(jiān)測(cè)儀采用低壓汞燈作為光源，汞燈是指汞蒸氣壓力為1.3～13Pa（0.01～0.1mmHg），主要發(fā)射波長(zhǎng)在紫外區(qū)的253.7nm（0.01mmHg），相當(dāng)能量為471.0kJ/mol（112.5kcal/mol），占燈的總能量的70%的汞蒸氣弧光燈。25℃時(shí)，該燈的主射線為253.7和184.9nm。低壓汞燈光強(qiáng)低，光固化速度慢，但發(fā)熱量小，不需冷卻就可使用。由于汞燈發(fā)出的光時(shí)發(fā)散的，使用的時(shí)候需要使用透鏡將光聚焦，提高汞燈穿過(guò)檢測(cè)池的能量。

2.3.2 檢測(cè)池 在光譜吸收式氣體檢測(cè)系統(tǒng)中，氣室的有效吸收光程是決定系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度的關(guān)鍵參數(shù)之一，本儀器采用懷特型氣室的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。本長(zhǎng)光程氣室內(nèi)壁以及氣室反射鏡片均要求較高的反射率，以避免多次反射后造成的光強(qiáng)損失，氣室內(nèi)壁及反射鏡片采用高反射率的金作為鍍層，使光強(qiáng)反射率達(dá)到95%以上。氣室的入射及出射窗口要求對(duì)于目標(biāo)波長(zhǎng)的光具有較高的透射率，根據(jù)波長(zhǎng)的不同窗口使用的材料也會(huì)有所不同，光透射率達(dá)到92%以上。光路長(zhǎng)度與測(cè)量精度有關(guān)，對(duì)于低濃度氣體測(cè)量，光路達(dá)到8米以上。氣室具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，對(duì)于腐蝕性氣體（如HCL、HF等）具有良好的耐腐蝕性，尤其是樣氣的出入口部分，鍍層起到足夠的保護(hù)作用。

2.3.3 光電探測(cè)器 光電探測(cè)器的工作原理是基于光電效應(yīng)，熱探測(cè)器基于材料吸收了光輻射能量后溫度升高，從而改變了它的電學(xué)性能，它區(qū)別于光子探測(cè)器的最大特點(diǎn)是對(duì)光輻射的波長(zhǎng)無(wú)選擇性。在光電探測(cè)器的前端設(shè)置了253.7nm的濾光片，可以將其他波長(zhǎng)的光攔截。

2.3.4 信號(hào)放大與AD轉(zhuǎn)化 這部分主要是將光電探測(cè)器探測(cè)到的光信號(hào)進(jìn)行放大，使其達(dá)到AD轉(zhuǎn)化前的信號(hào)強(qiáng)度要求，AD轉(zhuǎn)化電路完成信號(hào)的數(shù)字化。

2.3.5 數(shù)據(jù)采集處理 數(shù)據(jù)采集處理部分主要是完成光電探測(cè)器后端的信號(hào)進(jìn)行采集并處理，使其采集到的信號(hào)更加有代表性。數(shù)據(jù)處理采用算術(shù)平均濾波法，提高其有用信號(hào)的比重，消除變化信號(hào)中的尖脈沖干擾值。

2.3.6 檢測(cè)單元系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 檢測(cè)單元系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。光源由低壓汞燈構(gòu)成，在檢測(cè)池的光路入口和出口分別設(shè)置了聚焦透鏡，光源發(fā)出的光透過(guò)聚焦透鏡進(jìn)入檢測(cè)池，穿過(guò)聚焦透鏡，進(jìn)入光電探測(cè)器。

2.4 顯示單元

2.4.1 顯示單元結(jié)構(gòu) 顯示單元以嵌入式低功耗CPU為核心（ARM CPU，主頻400MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏工控機(jī)，設(shè)計(jì)采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率1024×1024），內(nèi)置128M FLASH，24VDC供電，采用wince6.0操作系統(tǒng)，工控機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3。

2.4.2 數(shù)值運(yùn)算 儀器具有校準(zhǔn)功能，能根據(jù)不同濃度的汞標(biāo)氣記錄吸光強(qiáng)度值，然后采用乘二法進(jìn)行線性擬合，得到線性方程，并將線性方程系數(shù)保存在儀器存儲(chǔ)器中，然后將數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，并將數(shù)據(jù)保存到工控機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中。儀器設(shè)置了4-20mA模擬輸出和RS485數(shù)字輸出功能，可以提供外部?jī)x器或數(shù)采儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

3 性能測(cè)試

為了研究研制的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)定量分析過(guò)程中存在的系統(tǒng)誤差和偶然誤差，本文設(shè)計(jì)了專門的零點(diǎn)漂移、量程漂移和跨度漂移實(shí)驗(yàn)，本儀器的測(cè)量量程為0-100μg/m3。零點(diǎn)漂移是讓監(jiān)測(cè)儀每隔1h測(cè)試零氣，連續(xù)監(jiān)測(cè)24h，計(jì)算相對(duì)于監(jiān)測(cè)儀的最小讀數(shù)，儀器指示值在一定時(shí)間內(nèi)的變化；量程漂移是讓監(jiān)測(cè)儀每隔2h測(cè)試80μg/m3汞標(biāo)氣，連續(xù)監(jiān)測(cè)24h，計(jì)算相對(duì)于自動(dòng)分析儀的測(cè)定量程，儀器指示值在一定范圍內(nèi)的變化大小；跨度漂移是讓監(jiān)測(cè)儀每隔1天測(cè)試50μg/m3汞標(biāo)氣，連續(xù)監(jiān)測(cè)1周，計(jì)算相對(duì)于自動(dòng)分析儀的測(cè)定量程，儀器指示值在一定范圍內(nèi)的變化大小。

表1是性能測(cè)試結(jié)果，可以看到，零點(diǎn)漂移值為1.37%，量程漂移值為0.067%，跨度漂移值為0.05%，性能指標(biāo)比較理想。

4 結(jié)論

通過(guò)設(shè)計(jì)氣路切換單元、檢測(cè)單元和顯示單元，成功研制了煙氣汞在線監(jiān)測(cè)儀器，能應(yīng)用于煙氣中汞的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有實(shí)時(shí)、快速、安全和可靠等特點(diǎn)，具備了良好的市場(chǎng)推廣前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]李冬梅.燃煤鍋爐煙氣汞污染控制技術(shù)淺析[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2011.

篇3

關(guān)鍵詞：狀態(tài)檢修；在線監(jiān)測(cè)；故障診斷；油色譜分析；

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）05-0237-02

Studies on On-line Monitoring System and Fault Diagnosis of the Transformer

GUO Wen-liang， Hu Yi

（State Grid Beijing Maintenance Company，Beijing 100000， China）

Abstract： the principle of chromatographic analysis is analyzed， Then， the transformer fault diagnosis method is introduced， Finally， the use of chromatographic analysis to monitor and diagnose transformer Case is introduced.

Key words： condition-based maintenance； on-line monitoring； fault diagnosis；Chromatographic analysis；

運(yùn)行中的變壓器，發(fā)生外部故障時(shí)，我們可以觀察到，但其內(nèi)部發(fā)生故障、病變，就很難監(jiān)控，但變壓器內(nèi)部的油，是可以采集到的。絕緣油老化、變質(zhì)會(huì)分解出一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、氫氣H2等，通過(guò)對(duì)變壓器的絕緣油進(jìn)行定期取樣、分析，并與歷年的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，在變壓器正常供電的情況下，判別變壓器的運(yùn)行狀況，有助于及早發(fā)現(xiàn)和消除存在的安全隱患，確保變壓器的安全運(yùn)行。

1油色譜分析基本原理

在新絕緣油的溶解氣體中，除了含有氮?dú)猓s70%）和氧氣（約30%）以及二氧化碳（0.3%左右）氣體外，并不含有C1 C2之類的低分子烴，在經(jīng)過(guò)油的處理之后，由于一些油的加熱處理設(shè)備存在死角，可能出現(xiàn)微量的乙烯甚至極微量的乙炔。正常運(yùn)行狀況下，由于變壓器絕緣油油和絕緣材料的緩慢分解和氧化，會(huì)產(chǎn)生少量的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和微量的低分子烴氣體。當(dāng)變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)放電和過(guò)熱故障時(shí)，變壓器絕緣油和內(nèi)部固體絕緣材料中放電效應(yīng)和受熱性效應(yīng)作用，油中的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氫氣（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等烴類氣體產(chǎn)生速度和數(shù)量就會(huì)顯著地增加。而在故障的初期，這些氣體的增加并不足以引起瓦斯繼電器的動(dòng)作，此時(shí)，通過(guò)分析油中溶解氣體含量及其增長(zhǎng)速度，能夠及早發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障，消除隱患，確保變壓器的安全運(yùn)行。

2油色譜分析判斷變壓器故障方法

由于變壓器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)多樣性及故障種類繁多，所以事實(shí)上沒(méi)有任何一種方法是100%準(zhǔn)確的，為了減少變壓器因誤判而造成停運(yùn)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用的是集中幾種方法于一體的綜合判斷方法。

篇4

關(guān)鍵詞：電力變壓器；在線監(jiān)測(cè)；故障；方法研究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.181

1 局部放電在線監(jiān)測(cè)

局部放電在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題是值得重視的問(wèn)題，局部放電在線監(jiān)測(cè)會(huì)受到很多因素的干擾，影響到識(shí)別的準(zhǔn)確程度，因此我們要從電氣設(shè)備的材料上著手，如何讓電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，又不影響到在線監(jiān)測(cè)是要重視也解決的問(wèn)題。因?yàn)殡妷旱燃?jí)逐漸增高，會(huì)用到不同的絕緣材料，很多設(shè)備在使用過(guò)程中，由于電壓的變化，促使了電氣外部絕緣材料的老化，從而產(chǎn)生局部放電的問(wèn)題，產(chǎn)生一些干擾在線監(jiān)測(cè)的電磁波，找到問(wèn)題，就要針對(duì)問(wèn)題做好解決的辦法。

針對(duì)局部放電問(wèn)題，如何克服干擾，做出有效識(shí)別，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)成為研究的重點(diǎn)。在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，由于電氣設(shè)備周圍電力設(shè)施，都會(huì)發(fā)出類似的信號(hào)，在篩選局部放電信號(hào)的時(shí)候會(huì)收到很多類似的信號(hào)，信號(hào)的光譜范圍很寬，而且都極為相似，如何進(jìn)行針對(duì)性的提取，找到放電點(diǎn)是很困難的。變壓器在設(shè)計(jì)的時(shí)候如果沒(méi)有完全的按照要求去設(shè)計(jì)，在使用的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)放電的現(xiàn)象，對(duì)于變壓設(shè)備在出廠之前都要進(jìn)行局部放電測(cè)試，這種測(cè)試對(duì)變壓器的性能是一種驗(yàn)證手段，對(duì)購(gòu)買者也是一種負(fù)責(zé)人的行為，只有滿足設(shè)計(jì)要求，滿足使用要求，安全的設(shè)備才能進(jìn)行使用，這也是對(duì)避免由于缺陷，造成變壓器使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的事故的一種監(jiān)測(cè)措施。因此在線監(jiān)測(cè)局部放電的重要性不言而喻。

局部放電在線監(jiān)測(cè)主要針對(duì)電氣設(shè)備在復(fù)雜的工作環(huán)境下的工作狀態(tài)，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常與否有甄別的作用。但是由于電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，處于一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境，在線監(jiān)測(cè)會(huì)受到環(huán)境的限制，對(duì)監(jiān)測(cè)的正確性和準(zhǔn)確性要加以鑒別，如何排除影響，得出正確的監(jiān)測(cè)結(jié)果，是我們要進(jìn)行著重研究的部分。當(dāng)然隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種信息技術(shù)的發(fā)展，也為我們提供了很多數(shù)據(jù)分析和抗干擾的方法，讓在線監(jiān)測(cè)更加準(zhǔn)確。如何使用這些相關(guān)技術(shù)，并準(zhǔn)確有效的應(yīng)用到世紀(jì)的在線監(jiān)測(cè)中去，是一個(gè)重要的課題，同時(shí)也具有良好的市場(chǎng)其前景。在大型的電氣設(shè)備中，確定故障位置非常重要，目前所有的方法都是用研究聲波的變化作為基準(zhǔn)信號(hào)，然后對(duì)可能發(fā)生問(wèn)題的部位進(jìn)行觸探，根據(jù)聲波的變化，來(lái)推測(cè)出局部放電的部位。但是在復(fù)雜的環(huán)境下，不容易向可能發(fā)生故障的位置發(fā)射聲波信號(hào)，這樣就對(duì)監(jiān)測(cè)造成了不便，影響到監(jiān)測(cè)的結(jié)果，遇到這種情況要利用電信號(hào)和超聲信號(hào)綜合使用，發(fā)揮兩種信號(hào)的特點(diǎn)，局部采用電脈沖信號(hào)，內(nèi)部通道采用超聲波信號(hào)，然后記錄信號(hào)，根據(jù)計(jì)算方程，確定局部放電位置。電定位法原理是把整個(gè)電氣設(shè)備定義為一個(gè)等效電容電路，電容電路是已知的，當(dāng)發(fā)生局部放電的時(shí)候，電容電路的放電點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化，這樣就能測(cè)定出局部放電的位置。從論述中可以看到，局部放電在線監(jiān)測(cè)還存在著很多影響因素，如何處理這些因素，是需要解決的直接問(wèn)題。

2 油中氣體含量的在線監(jiān)測(cè)

油中氣體含量的在線監(jiān)測(cè)有其局限性，對(duì)電氣設(shè)備的內(nèi)部可以監(jiān)測(cè)到，但是對(duì)于故障的位置和問(wèn)題程度程度監(jiān)測(cè)不出來(lái)。這種監(jiān)測(cè)的辦法是在變壓器的附近或者變壓器本身安裝油色在線色譜分析儀，根據(jù)油氣的變化和模糊理論，觀測(cè)油氣含量的變化，利用智能化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，確定發(fā)生故障的位置，并對(duì)可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行推測(cè)，為電氣設(shè)備使用者提供故障診斷信息。

3 繞組故障的在線監(jiān)測(cè)

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關(guān)鍵詞：脫硫塔全截面 全壓 靜壓 整流消旋

1、概述

隨著我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展和環(huán)保要求，火力發(fā)電廠的鍋爐都裝有脫硫設(shè)施。應(yīng)用最為廣泛的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。脫硫塔的液氣比是決定脫硫塔效率的主要參數(shù)，液氣比大，意味著煙氣與脫硫劑接觸面積大，有利于SO2的吸收，但液氣比太大，容易導(dǎo)致霧化效果不佳，不利于脫硫。為維持脫硫塔正常運(yùn)行，必須對(duì)煙氣流量參數(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量，及時(shí)調(diào)整供液量；同時(shí)鍋爐排出的煙氣流量，也是國(guó)家實(shí)現(xiàn)大氣污染控制，需要監(jiān)督的重要參數(shù)。

由于脫硫系統(tǒng)進(jìn)出口煙道截面大，流場(chǎng)不均勻，正常運(yùn)行時(shí)，無(wú)法對(duì)煙氣量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。近年來(lái)，操作人員進(jìn)行脫硫塔調(diào)整一直停留在依靠觀測(cè)鍋爐負(fù)荷、煙道靜壓、引風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度、單點(diǎn)流速測(cè)量等間接的監(jiān)測(cè)手段上，不能提供特大截面流量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)指導(dǎo)脫硫塔運(yùn)行和脫硫劑量的調(diào)整缺乏準(zhǔn)確依據(jù)，造成很大操作不便和資源浪費(fèi)。

2、國(guó)內(nèi)外煙氣流量測(cè)量方式對(duì)比

目前國(guó)內(nèi)外大型煙道的煙氣流量的測(cè)量主要采用以下方法：

（1）靜壓測(cè)量法。該方法利用流體力學(xué)的伯努力方程，即假設(shè)在全壓相等的前提下，動(dòng)壓等于全壓減靜壓，通過(guò)測(cè)量靜壓來(lái)對(duì)比動(dòng)壓。由于煙道中的煙氣含有大量的飛灰及腐蝕性氣體，動(dòng)壓測(cè)量的取樣環(huán)境較差，故該傳統(tǒng)的流速測(cè)量裝置很難達(dá)到理想的測(cè)量效果。

（2）引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度法。該方法通過(guò)對(duì)引分機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)擋板做特性試驗(yàn)，以調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度確定煙氣量。測(cè)量簡(jiǎn)單、直觀，無(wú)需其它附屬設(shè)備。存在的問(wèn)題：要求風(fēng)門開(kāi)度指示與擋板的實(shí)際位置建立起一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，實(shí)際上難以保證；風(fēng)門開(kāi)度與風(fēng)量、風(fēng)速之間的非線性關(guān)系、受風(fēng)道阻力等影響，相同開(kāi)度煙氣量差別很大，無(wú)法以此定量確定風(fēng)量和風(fēng)速。

（3）單點(diǎn)流速測(cè)量法。該方法在煙道內(nèi)安裝文丘里等測(cè)速元件進(jìn)行測(cè)量，由于該元件只能單點(diǎn)安裝，采集信號(hào)缺乏代表性，不能準(zhǔn)確反映整個(gè)截面的流速和風(fēng)量，因此誤差很大。

（4）煙氣分析三原子氣體法。此方法利用各種煙氣分析儀器，測(cè)得干煙氣中三原子氣體的成分，再通過(guò)已知的煤種元素分析成分，計(jì)算得到的干煙氣量，再根據(jù)煤的水分和燃煤量，計(jì)算煙氣量。此種方法與煤種有關(guān)，由于電廠燃煤變化較大，因此會(huì)引起較大的誤差。

（5）煙氣分析過(guò)量空氣系數(shù)法。此種方法也是一種間接測(cè)量方法。通過(guò)各種煙氣分析儀器，測(cè)得干煙氣中過(guò)量空氣系數(shù)，再通過(guò)已知的煤種元素分析成分和燃煤量，計(jì)算得到煙氣量。此種方法也與煤種有關(guān)，同樣會(huì)引起較大的誤差。

3、解決方案

通過(guò)對(duì)上述存在問(wèn)題的分析、研究，得出如下結(jié)論：從測(cè)量的理論和技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)鍋爐的煙氣流量的準(zhǔn)確測(cè)量，必須同時(shí)滿足以下條件：（1）要保證測(cè)量的準(zhǔn)確、穩(wěn)定，即有誤差限作保證，需要一個(gè)基本的測(cè)量條件，對(duì)于煙氣流量動(dòng)壓測(cè)量裝置也是如此，即需要一定長(zhǎng)度整流直風(fēng)道。（2）測(cè)量裝置應(yīng)具有測(cè)量條件要求低、輸出信號(hào)穩(wěn)定、局部阻力小、含塵氣流管道平均風(fēng)速（多點(diǎn)、網(wǎng)格法）的特性。（3）要具有防止結(jié)露、防止含塵氣流堵塞、防止磨損和腐蝕的傳感元件的結(jié)構(gòu)措施。（4）在以上基礎(chǔ)上，利用微差壓傳感器、先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（或直接進(jìn)入DCS系統(tǒng)）和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，對(duì)動(dòng)壓信號(hào)進(jìn)行必要的修正，以數(shù)字量和模擬量的方式顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，指導(dǎo)運(yùn)行人員操作調(diào)整。

為此，我們把多個(gè)靠背管按矩陣排列布置于同一煙道截面，對(duì)該截面各位置進(jìn)行全面測(cè)量。

將煙氣流速測(cè)量裝置安裝于煙道中水平直管段內(nèi)，當(dāng)煙道內(nèi)有氣流流動(dòng)時(shí)，迎風(fēng)面受氣流沖擊，在此處氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。因而迎面管內(nèi)壓力較高，其壓力稱為“全壓”。背風(fēng)側(cè)由于不受氣流沖擊，其管內(nèi)的壓力為風(fēng)管內(nèi)的靜壓力，其壓力稱為“靜壓”。測(cè)速裝置測(cè)量全壓與靜壓之差壓為“動(dòng)壓”，動(dòng)壓經(jīng)換算即可得出介質(zhì)的流速和流量。全壓與靜壓信號(hào)經(jīng)傳壓管引至電容式微差壓變送器，微差壓變送器輸出4～20mA模擬信號(hào)至DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與數(shù)值顯示。

每個(gè)靠背管測(cè)速儀均裝有整流消旋裝置。該裝置有兩個(gè)作用：一是當(dāng)流場(chǎng)紊亂的煙氣進(jìn)入套管后，使之整流消旋，減少干擾，有利于穩(wěn)定、準(zhǔn)確測(cè)量動(dòng)壓；二是在整流消旋裝置套管前端裝有變徑管段，當(dāng)煙氣進(jìn)入變徑套管，截面面積由大變小，流速加快，可提高測(cè)量精度。

在動(dòng)壓、靜壓取樣管內(nèi)裝有自動(dòng)清灰裝置，該裝置在煙氣流動(dòng)的風(fēng)力作用下可自由擺動(dòng)，不斷撞擊取樣管內(nèi)壁和內(nèi)孔，以達(dá)到清除內(nèi)部積灰的作用。

將單個(gè)靠背管測(cè)速儀與豎直管段相連接，起到均衡壓力的作用，成為均壓腔體。

采用差壓原理進(jìn)行流速或流量測(cè)量是當(dāng)前世界上公認(rèn)的最為可靠和穩(wěn)定的測(cè)量方法之一。流速與流量之間的換算關(guān)系滿足公式：

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關(guān)鍵詞：智能變電站 網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng) 在線監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（a）-0220-02

1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)應(yīng)用概述

1.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)概念及其功能

所謂網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)，就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建，替代傳統(tǒng)的電氣二次回路，從而為電力網(wǎng)絡(luò)提供需求和服務(wù)，例如在線監(jiān)測(cè)的服務(wù)。在該系統(tǒng)中，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、過(guò)程層組網(wǎng)、可靠性和實(shí)時(shí)性分析、全站通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及在此基礎(chǔ)上建立的網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)運(yùn)作，完成了監(jiān)測(cè)工作。在該系統(tǒng)中，智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次技術(shù)得到了充分應(yīng)用，涵蓋了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、智能二次設(shè)備配置、模型報(bào)文輸出以及各類電力技術(shù)和專業(yè)知識(shí)。隨著技術(shù)水平的不斷提升，智能變電站網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)已經(jīng)不再拘泥于傳統(tǒng)形式，迫切需求建立全景信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

1.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)研究的重要性

雖然，我國(guó)從二十世紀(jì)九十年代就開(kāi)始了變電站智能系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，并不斷進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新和提升。但是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)工作仍然出現(xiàn)了很多問(wèn)題。

（1）智能站二次設(shè)備互操作性差。在該系統(tǒng)中，二次設(shè)備是重要的組成部分，普通互感器是所謂的一次設(shè)備，而有源式電子式互感器，如ECT、EVT、ECVT等則是具有消除傳統(tǒng)鐵心線圈磁飽和問(wèn)題，進(jìn)一步抗干擾等功能的二次設(shè)備。然而，在系統(tǒng)中，這些二次設(shè)備的互操作性卻很差，很難充分發(fā)揮整體功效。

（2）網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)的可擴(kuò)展性差。一般來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和層次是有限度的，不可能進(jìn)行無(wú)限延伸，而且系統(tǒng)在保障原有作業(yè)績(jī)效基礎(chǔ)上的進(jìn)一步擴(kuò)展難度也很大。

（3）信息共享難度大。智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次化及其在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖然與過(guò)去相比，已經(jīng)有了很大的優(yōu)勢(shì)，但是當(dāng)將其應(yīng)用在大范圍、大區(qū)域時(shí)，信息間溝通就會(huì)形成障礙，很難進(jìn)行全面共享。

（4）網(wǎng)絡(luò)二次化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性差，安全問(wèn)題堪憂。相對(duì)來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)的可靠性較之過(guò)去有了質(zhì)的飛越，但是面對(duì)不斷變化的外部環(huán)境，仍然難以抗拒不確定性因素的影響，加之受不同區(qū)域自然條件、社會(huì)條件、人文條件等的綜合影響，使用過(guò)程的安全性和可靠性難以確保。

基于以上問(wèn)題，有必要也有義務(wù)在總結(jié)過(guò)去網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)工作，并就其存在的問(wèn)題和原因進(jìn)行深度分析，為實(shí)現(xiàn)更好地應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)研究

2.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)解析

要對(duì)網(wǎng)絡(luò)二次化系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行研究，首先要對(duì)智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行把握。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)及其應(yīng)用主要包括了四個(gè)主要部分，分別是：變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、變電站二次設(shè)備、變電站模型與報(bào)文、變電站工程調(diào)試與應(yīng)用。在此對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其與在線監(jiān)測(cè)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步分析。

（1）智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從目前來(lái)看，一般智能變電站具有三層結(jié)構(gòu)，即是過(guò)程層、間隔層、站控層。過(guò)程層包括了合并單元和智能終端。而間隔層則包括了保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、網(wǎng)絡(luò)分析儀等重要設(shè)備和儀器。站控層則主要是監(jiān)控主機(jī)、操作員主機(jī)、五防主機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、保信子站等內(nèi)容。這三個(gè)層次都具有十分重要的影響，并決定著智能化的高低。但是在其實(shí)際的在線監(jiān)測(cè)工作中，如何調(diào)度好不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身就十分困難，且系統(tǒng)內(nèi)部互感器、控制裝置、各類主機(jī)等的性能和應(yīng)用如果不當(dāng)，輕則無(wú)法發(fā)揮其最大成效，提供更準(zhǔn)確更全面的監(jiān)測(cè)信息，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行智能化的控制和信息反饋以及故障排除，重則形同虛設(shè)，沒(méi)有成效。

（2）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的二次設(shè)備。眾所周知，要實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，不僅要構(gòu)建最優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還應(yīng)該關(guān)注二次設(shè)備的配置和調(diào)試。在傳統(tǒng)互感器基礎(chǔ)上添加有源式電子式互感器，大大解決了系統(tǒng)中遇到的電磁問(wèn)題，降低工作過(guò)程的損耗，加強(qiáng)了合并單元工作成效。如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)結(jié)合是未來(lái)系統(tǒng)提升和監(jiān)測(cè)工作改善的重難點(diǎn)。

2.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)難題

雖然網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了智能變電站的技術(shù)水平和工作成效，但是理想的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅滿足當(dāng)前需要，應(yīng)該構(gòu)成雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)的獨(dú)立過(guò)程網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步達(dá)到變電站信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程的全部數(shù)字化，從而滿足設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行管理自動(dòng)化等需求，實(shí)現(xiàn)信息的全面共享。總結(jié)目前其在在線監(jiān)測(cè)工作中遇到的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）信息的分類歸集難度大。過(guò)去，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)我們能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行信息的自動(dòng)化記錄，并依據(jù)記錄信息進(jìn)行邏輯判斷。但是這種記錄是有局限性的，其局限性就在于沒(méi)法對(duì)信息進(jìn)行分類，無(wú)法根據(jù)設(shè)備功能或是性能差異進(jìn)行自動(dòng)歸集，以方便應(yīng)用者的使用。

（2）自動(dòng)定位巡查能力差。目前的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還不具備追蹤查找的指令和能力，或者說(shuō)這方面的技術(shù)還是不成熟的，當(dāng)我們需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的某個(gè)信息或某片區(qū)域進(jìn)行定位查詢時(shí)，智能站就無(wú)法完成我們提交的任務(wù)。

（3）信息冗雜，辨識(shí)能力差。目前的網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更多是提供大量信息的顯示，一方面這些信息中沒(méi)有直接定位異常或是故障報(bào)警的內(nèi)容，更多的是全部展示；另一方面，當(dāng)工作人員進(jìn)行相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)的調(diào)試、運(yùn)行時(shí)需要依據(jù)這些信息開(kāi)展工作，但是過(guò)多信息造成辨識(shí)能力差，無(wú)法快速高效地找出有效信息，大大降低了工作效率。

（4）監(jiān)測(cè)的安全性有待提高。安全問(wèn)題對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)尤為重要，現(xiàn)實(shí)生活中電力應(yīng)用安全事故以及與之相關(guān)的犯罪行為屢見(jiàn)不鮮，這都需要我們提升監(jiān)測(cè)工作的安全性。但是，當(dāng)前的能力和資源很難支撐大范圍甚至是部分區(qū)域的監(jiān)測(cè)工作。

3 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)提升

為了提升網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)功能，作為電力系統(tǒng)重要組成部分，我們要團(tuán)結(jié)一致，不斷克服問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與改革。

3.1 以技術(shù)為主，強(qiáng)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)改善

在智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)中，最為核心的就是技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外同行業(yè)間的交流日益增多，以在線監(jiān)測(cè)為目標(biāo)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件正不斷被研發(fā)和改善。最重要的一點(diǎn)在于注重信息平臺(tái)的構(gòu)建，通過(guò)技術(shù)應(yīng)用建立網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并在平臺(tái)支撐基礎(chǔ)上，進(jìn)行適度地拓展。并通過(guò)系統(tǒng)接口改善，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問(wèn)，提高數(shù)據(jù)共享能力。與此同時(shí)，應(yīng)該增強(qiáng)系統(tǒng)間的互操作性，不同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息能夠?qū)崿F(xiàn)共享，從而有助于日常數(shù)據(jù)的分類保存、分析、在線診斷和評(píng)估等。

3.2 加強(qiáng)多種技術(shù)的綜合應(yīng)用

在新的歷史時(shí)期，要特別注重多種技術(shù)的結(jié)合，才能更好地完成網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)工作。例如通過(guò)GIS在配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，能夠更好進(jìn)行地理信息探測(cè)和相關(guān)的模擬試驗(yàn)，從而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部故障或是重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確定位和數(shù)據(jù)搜集。此外，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等日新月異，只有從電力系統(tǒng)、地理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等多角度進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用，才能更好實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

3.3 加強(qiáng)智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)人才的培養(yǎng)

人才是監(jiān)測(cè)工作的基礎(chǔ)，只有具備專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人才才能夠在實(shí)際工作開(kāi)展時(shí)應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)。但當(dāng)前，無(wú)論是電力系統(tǒng)人才還是監(jiān)測(cè)管理人才都十分缺乏。在現(xiàn)有條件下，只有加強(qiáng)人才培養(yǎng)，對(duì)員工進(jìn)行職業(yè)培訓(xùn)，幫助他們更好學(xué)習(xí)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，教會(huì)他們判斷問(wèn)題和解決問(wèn)題的方式方法，才能夠更好結(jié)合實(shí)踐需求，提升監(jiān)測(cè)工作的水平和質(zhì)量。

3.4 強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

雖然智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和實(shí)際的運(yùn)行工作存在不同程度的差異，但是從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化出發(fā)，將系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行層次設(shè)置，重點(diǎn)部位重點(diǎn)關(guān)注，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)二次設(shè)備的合理布局和應(yīng)用，在提升系統(tǒng)性能基礎(chǔ)上，做好維護(hù)和記錄工作，在線監(jiān)測(cè)才能健康持續(xù)運(yùn)行下去。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用，大大提高了工作效率，借助通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了信息的共享，為在線監(jiān)測(cè)工作奠定了基礎(chǔ)。未來(lái)，我們需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和研究，爭(zhēng)取通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)信息最大限度的共享，從而為我們?cè)诰€監(jiān)測(cè)工作的提升創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 高翔.智能變電站技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

篇7

關(guān)鍵詞：電力變壓器 在線監(jiān)測(cè) 故障診斷 信息融合

中圖分類號(hào)：TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）10-0127-03

電力變壓器是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其安全、可靠運(yùn)行是保證整個(gè)電力系統(tǒng)可靠供電的基礎(chǔ)[1-3]。電力變壓器發(fā)生故障會(huì)直接影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)會(huì)給電力企業(yè)及電力用戶帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。目前電力系統(tǒng)向超高壓、大電網(wǎng)及自動(dòng)化方向快速發(fā)展，變壓器工作故障對(duì)電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的影響和危害與日劇增。由于電力變壓器故障的發(fā)展過(guò)程與運(yùn)行環(huán)境、負(fù)荷容量及絕緣狀況相關(guān)，通過(guò)采用預(yù)防性維修方法很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些潛在故障，預(yù)防性維修不僅費(fèi)用高而且對(duì)絕緣等發(fā)展性故障反應(yīng)不夠靈敏[4-5]。因此，對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)是非常必要的，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合變壓器故障智能診斷可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)展中的事故隱患，降低事故風(fēng)險(xiǎn)，防患于未然。

1、變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

變壓器在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有局部放電監(jiān)測(cè)、有載分接開(kāi)關(guān)的監(jiān)測(cè)、套管介損因數(shù)的監(jiān)測(cè)、負(fù)荷電壓、電流、功率的因數(shù)的監(jiān)測(cè)、繞組溫度的監(jiān)測(cè)、油中微水、溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)等。通過(guò)這些項(xiàng)目的在線監(jiān)測(cè)對(duì)變壓器進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，獲得有關(guān)變壓器運(yùn)行狀態(tài)較為詳細(xì)的信息，通過(guò)這些特征信息結(jié)合變壓器故障智能診斷系統(tǒng)判斷變壓器有無(wú)異常。變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

由變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖可知，該系統(tǒng)由多通道傳感器數(shù)據(jù)采集、傳感器信號(hào)預(yù)處理、監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)顯示、上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊模塊以及核心處理器C8051F020的電路組成。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊將微水含量傳感器、溫度傳感器以及多路氣敏傳感器所采集的模擬信號(hào)經(jīng)濾波、放大后送入C8051F020的ADC轉(zhuǎn)換接口，進(jìn)行模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量存儲(chǔ)于單片機(jī)的存儲(chǔ)器中。通過(guò)數(shù)據(jù)初步判斷和簡(jiǎn)單故障診斷處理，將處理結(jié)果在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示屏上簡(jiǎn)要顯示以便現(xiàn)場(chǎng)信息獲取和維護(hù)管理，同時(shí)處理器將實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、采集日期信息和預(yù)處理結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊模塊上傳給上位機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和智能診斷系統(tǒng)，然后進(jìn)行詳細(xì)的記錄、分析和故障診斷。

系統(tǒng)核心處理器采用C8051F020單片機(jī)，其內(nèi)有高速的微控制器內(nèi)核，流水線指令結(jié)構(gòu)，每條指令的執(zhí)行時(shí)間可達(dá)25MIPS；片內(nèi)64K字節(jié)的FLASH程序存儲(chǔ)器，4352字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM，64K字節(jié)閃速存儲(chǔ)器，4K字節(jié)的內(nèi)部XRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，無(wú)須外加ROM和RAM，有利于電路的微型化設(shè)計(jì)。片內(nèi)JTAG和調(diào)試電路，通過(guò)4線JTAG接口可以實(shí)現(xiàn)非侵入式、全速的在線系統(tǒng)調(diào)試，片內(nèi)專用看門狗定時(shí)器，可保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，64個(gè)通用I/O接口，主要完成人機(jī)接口功功能。

1.1 系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì)

由于C8051F020的I/O輸入輸出供電電源為5V，其內(nèi)核及片內(nèi)外設(shè)供電電源為3.3V，因此系統(tǒng)要使用兩組穩(wěn)壓電源。系統(tǒng)穩(wěn)壓5V電源電路如圖2所示。

220V的交流電首先經(jīng)過(guò)降壓變壓器降壓，將降壓后的交流電經(jīng)整流橋整流為直流，經(jīng)C1濾波后進(jìn)入LM7805穩(wěn)壓模塊，R1分壓后最終輸出5V直流電。將5V直流電再使用低壓差電源芯片LM1117MPx-3.3芯片穩(wěn)壓輸出3.3V，LM1117MPx-3.3芯片具有輸出電流大、輸出電壓精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。系統(tǒng)3.3v電源電路如圖3所示

1.2 信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)

C8051F020內(nèi)有12位的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過(guò)軟件編程就可以實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。電力變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器檢測(cè)的模擬量都是弱電信號(hào)，并且含有混疊的高頻噪音信號(hào)，因此，在檢測(cè)信號(hào)接入C8051F020的A/D接口前必須經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路。電流傳感器信號(hào)調(diào)理電路如圖4所示，傳感器信號(hào)經(jīng)R2分壓作用，在信號(hào)輸入點(diǎn)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)R3和C8組成的低通濾波回路，有效濾除信號(hào)中混疊的高頻噪聲信號(hào)，最后由高精度運(yùn)算放大器LM358跟隨放大，將放大后的信號(hào)輸出到單片機(jī)的A/D引腳。

電壓型傳感器信號(hào)調(diào)理電路如圖5所示，弱電壓信號(hào)首先經(jīng)過(guò)初級(jí)濾波進(jìn)入同相輸入端，即保證與反向輸入端電阻構(gòu)成跟隨放大電路，也可滿足線路高阻抗匹配特性，能有效濾除電壓噪聲干擾。傳感器信號(hào)調(diào)理模塊和單片機(jī)A/D采樣模塊共同完成了變壓器在線監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)的采集和數(shù)字濾波，是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取有用信息及正確開(kāi)展智能診斷工作的基礎(chǔ)。

2、基于信息融合技術(shù)的變壓器故障診斷

變壓器因其制造工藝的復(fù)雜性及運(yùn)行環(huán)境的不穩(wěn)定性造成了變壓器故障機(jī)理的復(fù)雜性，其表現(xiàn)為同一種故障模式有多種故障特征，同一種故障特征又是幾種故障模式共同作用的結(jié)果，故障模式與故障特征之間存在一種復(fù)雜而又非線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，確定故障模式與故障特征之間的關(guān)系在變壓器故障診斷中是非常重要的。信息融合技術(shù)就是將來(lái)自不同信息源的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，充分利用變壓器的各種故障特征量，從多方面獲得變壓器同一對(duì)象的多維信息并加以融合利用，實(shí)現(xiàn)變壓器更準(zhǔn)確、更可靠的在線監(jiān)測(cè)及診斷。信息融合可分為三層[6-7]，即數(shù)據(jù)層的融合、特征層的融合及決策層的融合。

2.1 數(shù)據(jù)層融合

數(shù)據(jù)層融合是對(duì)未經(jīng)過(guò)處理的傳感器所監(jiān)測(cè)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和處理。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層的融合其傳感器必須是相匹配，以實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)上的關(guān)聯(lián)，并能保證同一目標(biāo)或狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。數(shù)據(jù)層融合方法有算術(shù)平均法、加權(quán)平均法及曲面擬合法等。

2.2 特征層數(shù)據(jù)融合

特征層數(shù)據(jù)融合屬于中間層，即從信息源的原始信息中提取特征信息并進(jìn)行綜合分析和處理，提取的特征信息應(yīng)是原始信息的充分表示量或統(tǒng)計(jì)量，然后按照提取的特征信息對(duì)信息源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、聚集和綜合分析。所采用的融合方法仍是模式識(shí)別的相應(yīng)技術(shù)，只是在融合前通過(guò)傳感器信息的變換，把各傳感器的數(shù)據(jù)變成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表達(dá)形式，并在數(shù)據(jù)配準(zhǔn)后對(duì)特征信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理。其優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了多傳感器信息壓縮，有利于實(shí)時(shí)處理，由于所提取的特征信息與決策分析相關(guān)，因此融合結(jié)果最大限度地給出了決策分析所需的特征信息。

2.3 決策層數(shù)據(jù)融合

決策層數(shù)據(jù)融合屬于最高層，也是三級(jí)融合的最終結(jié)果。每個(gè)傳感器對(duì)所監(jiān)測(cè)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理、特征提取、識(shí)別等以完成對(duì)所監(jiān)測(cè)目標(biāo)的一個(gè)初步判決，然后通過(guò)關(guān)聯(lián)處理，根據(jù)一定的準(zhǔn)則給出一個(gè)最終的決策，決策的結(jié)果為指揮控制決策提供了依據(jù)，即最終決策是針對(duì)具體故障類型及部位的，根據(jù)最終決策采取相應(yīng)的故障隔離措施。決策層融合方法主要有Bayesian推理、DS證據(jù)理論、模糊理論、專家系統(tǒng)等。

3、結(jié)語(yǔ)

電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性對(duì)電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義，針對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性和實(shí)時(shí)性的要求，本文提出了一種基于C8051F020單片機(jī)控制的變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并進(jìn)行了電源電路及信號(hào)調(diào)理電路的硬件設(shè)計(jì)。將信息融合技術(shù)引入變壓器故障診斷系統(tǒng)，有效解決了故障模式與故障特征之間的非線性關(guān)系，充分利用各種特征信息對(duì)變壓器的故障進(jìn)行診斷，提高了診斷的準(zhǔn)確信和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]滕志軍，任舉，王千春.基于EDGE的變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].黑龍江電力2011，33（1）：75-77.

[2]Mladen Kezunovie.The Needs for Integration of the Feeder Substationand System - wide Communication Solution for DistributionAutomation[C].2006 International Conference on Power SystemTechnology，Chongqing，2006.

[3]錢旭耀.變壓器油及相關(guān)故障診斷處理技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.10.

[4]許坤，周建華等.變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展與展望[J].高電壓技術(shù).2005，31（2）：30-33.

[5]程鵬，俘來(lái)生，吳廣宇等.大型變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)展[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2004，24（11）：90-93.

篇8

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；在線監(jiān)測(cè)；評(píng)估方法

配電變壓器簡(jiǎn)稱為“配變”，是指在配電系統(tǒng)中，根據(jù)電磁感應(yīng)定律變換交流電壓、電流，從而傳輸電能的一種靜止電器。配電變壓器是一種靜止的電器設(shè)備，它是用來(lái)將某一數(shù)值的交流電壓，變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓設(shè)備。不能及時(shí)的檢測(cè)出變壓器的的健康狀態(tài)，是造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因。本文筆者闡述檢測(cè)變壓器健康狀態(tài)的意義及重要性，并對(duì)此提出了一些評(píng)估方法，使人們能夠更多的關(guān)注此項(xiàng)研究。

1 在線監(jiān)測(cè)變壓器健康狀態(tài)的意義

配電變壓器在電力系統(tǒng)中有著舉足輕重的重要性，它承擔(dān)著電力系統(tǒng)中電壓的變換，以及分配電能和傳輸電能，可以說(shuō)是電力系統(tǒng)中非常重要的輸變電設(shè)備。而且配電變壓器所面對(duì)的大多是終端用戶，它的重要作用在于：保障供電的安全性、可靠性。但由于傳統(tǒng)的變壓器設(shè)備有的過(guò)于老舊，不能及時(shí)的檢測(cè)出系統(tǒng)的故障，所以會(huì)導(dǎo)致設(shè)備由于長(zhǎng)期運(yùn)行，從而使變壓器出現(xiàn)了劣化的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，引起一系列事故的發(fā)生。

配電變壓器的故障分為兩方面，一方面是內(nèi)部故障，另一方面是外部故障。內(nèi)部故障可以分為以下幾種情況：燒組線匝間的線匝發(fā)生了故障、燒組之間出現(xiàn)短路現(xiàn)象、由于發(fā)生了燒組從而導(dǎo)致引出線通過(guò)其外殼而造成的故障。外部故障的情況主要表現(xiàn)為：絕緣的套管通過(guò)設(shè)備外殼所發(fā)生的接地短路的故障，以及由于引出線間發(fā)生了故障，導(dǎo)致配電變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)故障以及燒組的變形等。

以上故障的出現(xiàn)，都將會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，從而引發(fā)系統(tǒng)故障，進(jìn)而造成一系列的危害。所以在線監(jiān)測(cè)變壓器的健康狀態(tài)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行有著重要的意義。

2 配電變壓器在線監(jiān)測(cè)的方法

根據(jù)變壓器出現(xiàn)故障部位進(jìn)行分類，分為：繞組故障、引線故障、設(shè)備分解開(kāi)關(guān)故障等。通過(guò)對(duì)1991-2000年間數(shù)據(jù)的調(diào)查，將變壓器發(fā)生故障的單位進(jìn)行如下統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1：

表1 變壓器故障部位的故障次數(shù)

故障的部位 繞組故障 鐵芯故障 分接開(kāi)關(guān)故障 引線故障 套管故障 絕緣故障 密封故障 其他部位故障 總計(jì)

故障的次數(shù) 118 68 39 27 30 17 8 10 317

所得百分比（%） 38.1 22.2 12.8 8.9 9.9 6 2.4 3.5 104.8

從表一能夠看出，繞組故障發(fā)生的故障次數(shù)最多，由此得出結(jié)論：繞組故障是配電變壓器及電力系統(tǒng)的最大威脅。所以，到繞組故障進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，能夠最大限度避免變壓器發(fā)生故障。

傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)變壓器燒組故障的方法有：低壓脈沖法、短路電抗法、頻率響應(yīng)法。由于過(guò)去所使用的傳統(tǒng)測(cè)量方法都是離線方式測(cè)量，不能滿足于如今持續(xù)供電的需求，當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)使用的是離線檢測(cè)方法，所以不能及時(shí)檢測(cè)出系統(tǒng)的故障問(wèn)題。所以應(yīng)使用新的檢測(cè)方法，使其能夠在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以防止系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題。

新的檢查方法為短路電抗的在線監(jiān)測(cè)方法，這種檢測(cè)方法是根據(jù)變壓器的一次側(cè)電壓沒(méi)有明顯變化，且在運(yùn)行過(guò)程中變壓器的電流不會(huì)改變，在每次測(cè)量過(guò)程中，都需要對(duì)配電變壓器進(jìn)行測(cè)量，利用此種方式進(jìn)行測(cè)量，能將測(cè)量的誤差控制在大約1%以內(nèi)。

同時(shí)在這種測(cè)量方式的基礎(chǔ)上，還研制出一種，不需受激磁流所影響的配電變壓器短路電抗的在線測(cè)量方法。這種測(cè)量方法適合側(cè)電壓能夠隨著電網(wǎng)電壓波動(dòng)的變壓器，它的測(cè)量方式很簡(jiǎn)單，只需測(cè)量變壓器在兩種不同的電壓負(fù)荷下，所產(chǎn)生的電壓、電流，并通過(guò)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出短路電抗數(shù)值。短路電抗的數(shù)值能夠反映出繞組是否出現(xiàn)問(wèn)題，所以可將此種測(cè)量方法應(yīng)用在不同容量體積的變電器中，再通過(guò)做實(shí)驗(yàn)的形式，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的可行度。

3 配電變壓器在線測(cè)量的實(shí)驗(yàn)

本文通過(guò)對(duì)配電變壓器的短路電抗進(jìn)行在線的仿真實(shí)驗(yàn)，利用Matlab系列的Simulink仿真教程，選取五組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所采用的變壓器分別是容量為30千伏安、50千伏安、100千伏安、400千伏安以及1000千伏安，并且額定頻率為50赫茲的油浸式的變壓器。該實(shí)驗(yàn)必須保證在特定的范圍內(nèi)，采集兩次在不同負(fù)載的情況下，變壓器的電壓數(shù)值和電流數(shù)值，并通過(guò)公式算出變壓器的短路電抗值。

以100千伏安為例，測(cè)量數(shù)據(jù)如表格2：

表2 100千伏安的變壓器數(shù)值

采集的數(shù)據(jù) 負(fù)載一 負(fù)載二

UA-KUa/IA 15.6992377093162+/38.0313814512082i 15.7041533998678+/38.0975942866531i

IA/kIA 1.990046803424128+/0.1126305297577024i 1.992558981965292+/0.1142467952836147i

UB-KUb/IB 14.7944375062512+/38.0056309878381i 15.6781913714165+/38.0508455112087i

Ib/kIB 1.010049198450517+/0.1126225519106598i 1.112547375241890+/0.11422757499598591i

UC-KUC/IC 14.7845335834968+/38.1226550756228i 15.6706409809756+/38.1966828614395i

IC/kIC 1.1100410935253478+/0.1126244639474995i 1.092536514766085+/0.1142472294522623i

再將以上所得數(shù)據(jù)根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算出所得的短路電抗。最后在計(jì)算所得數(shù)的平均值。使用這種測(cè)量方式，能夠準(zhǔn)確有效的測(cè)量出變壓器的短路電抗值，從而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。

4 評(píng)估方式

配電變壓器的狀態(tài)評(píng)估是指將變壓器的運(yùn)行狀況以及質(zhì)量，定期的維修記錄和在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的狀態(tài)評(píng)估。目前，我國(guó)眾多學(xué)者在變電器的評(píng)估方法上投入了大量的人力，物力，精力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究，終于取得了一些成果。

首先是利用模糊數(shù)學(xué)的方式，對(duì)變壓器的狀態(tài)進(jìn)行分析，并根據(jù)技術(shù)人員提供的建議，在模糊數(shù)學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，建立多層狀態(tài)的評(píng)估模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

還可以利用灰色聚類的決策方法，對(duì)變壓器的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。首先將變壓器的健康狀態(tài)設(shè)置為灰色級(jí)，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)置灰類的白化權(quán)函數(shù)，最后評(píng)估出配電電壓器健康狀態(tài)值。

變壓器的評(píng)估狀態(tài)方式還有很多種，例如：決策樹(shù)模型評(píng)估方式、基于數(shù)據(jù)變化的變壓器狀態(tài)評(píng)估方式等。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)施配電變壓器的在線監(jiān)測(cè)有著極其重要的作用，與傳統(tǒng)離線檢測(cè)方式相比，在線監(jiān)測(cè)提高了電力系統(tǒng)的安全性，同時(shí)利用筆者所提出的檢測(cè)方式，測(cè)量變壓器的短路電抗值操作更加簡(jiǎn)單，且效果更好。在變電器的評(píng)估方法上，仍存在許多不足之處，隨著人們未來(lái)的深入研究，定會(huì)實(shí)現(xiàn)配電變壓器健康狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)與評(píng)估。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉興平，陳民鈾.一種配電變壓器繞組變形故障的在線監(jiān)測(cè)新方法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（12）.

篇9

[關(guān)鍵詞]齊齊哈爾市；休閑體育文化；問(wèn)題；對(duì)策

[中圖分類號(hào)]G89 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1009 ― 2234（2014）04 ― 0089 ― 02

隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了跨越式的提高，人們的生活已經(jīng)由“溫飽型”向“小康型”轉(zhuǎn)變，身體的健康將成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，人們將從被迫參與體育活動(dòng)轉(zhuǎn)變成主動(dòng)參與體育活動(dòng)，休閑體育文化建設(shè)必將成為未來(lái)社會(huì)的重點(diǎn)，未來(lái)社會(huì)將步入“休閑時(shí)代”。通過(guò)對(duì)齊齊哈爾市休閑體育文化建設(shè)存在問(wèn)題和對(duì)策的分析，利用齊齊哈爾市歷史文化的優(yōu)勢(shì)，提出提升齊齊哈爾市休閑體育文化發(fā)展水平的有效對(duì)策，從而把齊齊哈爾市打造成休閑體育文化的旅游名城，促進(jìn)齊齊哈爾市休閑體育文化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，達(dá)到促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)快速發(fā)展的目的。

1 齊齊哈爾市休閑文化建設(shè)存在的主要問(wèn)題

1.1 財(cái)政投入資金不足

齊齊哈爾市休閑體育文化活動(dòng)場(chǎng)地設(shè)施匱乏，是影響休閑體育文化活動(dòng)開(kāi)展的主要因素。由于休閑體育文化設(shè)施建設(shè)資金緊張，扶持基金不足，到位慢，導(dǎo)致基礎(chǔ)實(shí)施建設(shè)緩慢，影響工程建設(shè)的進(jìn)程。特別是農(nóng)村一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的綜合文化站和健身廣場(chǎng)的建設(shè)資金問(wèn)題亟待解決。財(cái)政經(jīng)費(fèi)緊張使文化、體育工作特別是文化事業(yè)的支撐能力受到限制。

1.2 人們的體育休閑意識(shí)需要進(jìn)一步提高

由于齊齊哈爾的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與沿海發(fā)達(dá)城市相比較慢，人們的傳統(tǒng)觀念隨著社會(huì)的發(fā)展改變較慢，很多人還沒(méi)有意識(shí)到“花錢買健康”是社會(huì)發(fā)展得新趨勢(shì)，是一種時(shí)尚。齊齊哈爾有很多極具優(yōu)勢(shì)的休閑資源，如宗教文化的優(yōu)勢(shì)、民俗文化的優(yōu)勢(shì)、冰雪體育文化的優(yōu)勢(shì)、節(jié)慶文化的優(yōu)勢(shì)、生態(tài)文化的優(yōu)勢(shì)、關(guān)東文化的優(yōu)勢(shì)等等，這些人文資源和自然資源的優(yōu)勢(shì)，將為休閑體育文化發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。但是現(xiàn)階段市民對(duì)休閑觀念的理解還存在一定的誤區(qū)，他們希望擁有閑暇體育活動(dòng)時(shí)間來(lái)緩解工作生活的壓力，但卻缺少在休閑體育活動(dòng)中應(yīng)持有的從容心態(tài)和積極的熱情。大眾化的休閑觀念還沒(méi)有真正的納入到百姓的日常生活之中。

1.3 體育休閑文化活動(dòng)形式單一

通過(guò)對(duì)齊齊哈爾市市民參與休閑體育活動(dòng)形式的問(wèn)卷調(diào)查得知，齊齊哈爾市市民的休閑活動(dòng)方式主要是以看電視、上網(wǎng)、逛街、購(gòu)物、就餐等消極休閑活動(dòng)為主，而參與體育活動(dòng)、唱歌、跳舞、逛公園、散步等積極休閑活動(dòng)的較少；參與休閑體育活動(dòng)的多以徒步健身、慢跑、健身路徑活動(dòng)、廣場(chǎng)舞等為主。參與時(shí)尚健身活動(dòng)如：羽毛球、網(wǎng)球、乒乓球等的較少。這也充分說(shuō)明了齊齊哈爾市民的休閑活動(dòng)方式比較單一。齊齊哈爾市的休閑體育活動(dòng)場(chǎng)地器材較少、冬季時(shí)間寒冷漫長(zhǎng)以及休閑體育活動(dòng)的組織水平低等都是導(dǎo)致休閑體育活動(dòng)方式單一的主要因素。

1.4 休閑體育文化活動(dòng)空間環(huán)境亟待提高

通過(guò)對(duì)齊齊哈爾市市民參與休閑體育活動(dòng)的問(wèn)卷調(diào)查得知，齊齊哈爾市市民的休閑體育文化活動(dòng)場(chǎng)所以家庭室內(nèi)活動(dòng)為主，部分人員延伸到社區(qū)附近的公共體育文化活動(dòng)場(chǎng)所。市民以家庭室內(nèi)活動(dòng)為主的原因是我市休閑體育文化活動(dòng)場(chǎng)地偏少，設(shè)施陳舊，損壞較多，對(duì)參與人群沒(méi)有吸引了，部分環(huán)境較好、設(shè)施優(yōu)良的休閑體育活動(dòng)場(chǎng)所，收費(fèi)較高，廣大市民很難接受。休閑體育設(shè)施的不足，休閑場(chǎng)所功能單一，以及休閑環(huán)境的生態(tài)問(wèn)題等，是影響齊齊哈爾市市民參與休閑體育文化活動(dòng)的主要因素，而齊齊哈爾市冬季寒冷、漫長(zhǎng)的特征，也是影響齊齊哈爾市市民參與休閑體育文化活動(dòng)的一個(gè)重要因素。

1.5 休閑體育文化指導(dǎo)員的缺乏

受多年來(lái)體制機(jī)制等因素的制約，大量各類人才外流，無(wú)法滿足人民群眾文化需求。市民在有一定的休閑文化環(huán)境和器械的情況下，很多時(shí)候卻缺少專業(yè)的指導(dǎo)人員，這樣就有可能造成一些身體或者其它的傷害，造成適得其反的結(jié)果。如：一些健身器材如何運(yùn)用才能更加合理，更有利于人的身體健康，一些市民缺乏這方面的認(rèn)識(shí)，健身指導(dǎo)員就可以解決這一問(wèn)題，指導(dǎo)市民進(jìn)行正確合理的利用健身器材；又如：一個(gè)喜歡唱歌的市民自己唱歌太單調(diào)，而且還有點(diǎn)羞澀，如果有專業(yè)的音樂(lè)指導(dǎo)員來(lái)組織指導(dǎo)一些這樣的市民一起進(jìn)行唱歌、排練，這樣更能激發(fā)市民的興趣，達(dá)到愉悅身心的效果。特別是農(nóng)村文化、體育人才匱乏開(kāi)展文化、體育工作缺少行業(yè)能手，管理人員水平不高、經(jīng)驗(yàn)不足。

2 齊齊哈爾市休閑體育文化建設(shè)發(fā)展的對(duì)策分析

2.1 進(jìn)一步提升市民參與休閑體育文化活動(dòng)的意識(shí)

篇10

關(guān)鍵詞：高壓開(kāi)關(guān)柜；斷路器；機(jī)械特性；在線監(jiān)測(cè)

1 監(jiān)測(cè)裝置的硬件設(shè)計(jì)

1.1 監(jiān)測(cè)裝置的組成及其工作原理

現(xiàn)階段高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)所用斷路器，大多采用模塊化結(jié)構(gòu)組成，其優(yōu)點(diǎn)在于利用模塊集成技術(shù)，降低了內(nèi)容元件交叉短路的概率，有利于提升斷路器的使用質(zhì)量和抗干擾能力。總體上看，斷路器大致分為五大模塊，分別是霍爾傳感器、輔助接點(diǎn)、角度傳感器、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。當(dāng)斷路器通電工作后，霍爾傳感器執(zhí)行時(shí)間指令，調(diào)用單片機(jī)控制程序中的設(shè)定時(shí)間，此時(shí)起始時(shí)刻被確定。隨后，輔助接點(diǎn)（非接觸式位移傳感器）接收霍爾傳感器的動(dòng)作指令，啟動(dòng)時(shí)間調(diào)用程序，根據(jù)事先設(shè)定好的時(shí)間間隔，自動(dòng)計(jì)算出斷路器的停止時(shí)刻。當(dāng)起始時(shí)間和中止時(shí)間確定后，角度傳感器進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和處理，并在時(shí)間結(jié)束后，將所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理和匯總，上傳到信號(hào)處理器。這些初始數(shù)據(jù)在信號(hào)處理器內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化、篩選和加工，最終匯總到數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，以備工作人員調(diào)用。

1.2 斷路器的機(jī)械特性

本文所研究的在線檢測(cè)裝置，其主要理論依據(jù)是：在斷路器分、合閘的過(guò)程中，斷路器主軸旋轉(zhuǎn)角度與觸頭行程之間有某種數(shù)學(xué)上的聯(lián)系，從而能夠通過(guò)測(cè)量斷路器的分合閘旋轉(zhuǎn)角度，來(lái)間接的測(cè)量出觸頭行程。其中，角度傳感器的主要功能是負(fù)責(zé)檢測(cè)斷路器主軸的旋轉(zhuǎn)角度，并且能夠?qū)⒅鬏S動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字模擬信號(hào)。同時(shí)，該信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)化之后，將輸出的信號(hào)錄入專門的繪圖軟件中，能夠得出斷路器觸頭的行程曲線。

機(jī)械特性時(shí)間參數(shù)的檢測(cè)則是利用了霍爾電流傳感器和斷路器自帶的輔助觸電，在開(kāi)始進(jìn)行時(shí)間參數(shù)檢測(cè)時(shí)，斷路器內(nèi)部單片機(jī)控制中心首先要根據(jù)斷路器分合閘的動(dòng)作周期，制定相應(yīng)的控制指令，以此來(lái)獲取斷路器操作線圈和觸頭分、合的頻率。

2 高壓開(kāi)關(guān)柜斷路器機(jī)械特性內(nèi)部監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)

2.1 角度傳感器的選擇與安裝

在測(cè)得主軸角位移曲線和動(dòng)作行程之后，可以利用相應(yīng)的計(jì)算軟件得出斷路器觸頭的直線位移曲線，這種間接測(cè)量法也是現(xiàn)階段大多數(shù)型號(hào)斷路器的普遍應(yīng)用方法。需要注意的是，真空斷路器由于自身結(jié)構(gòu)的影響，內(nèi)部主軸旋轉(zhuǎn)的供電方式為低壓供電，因此也就不存在高低壓電位分離的問(wèn)題。為了保護(hù)內(nèi)部主軸，通常要在斷路器內(nèi)部預(yù)留一定的空間，方便安裝角位移傳感器，防治在主軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中位移傳感器采集不到相應(yīng)的動(dòng)作信號(hào)。

本文研究所用的角位移傳感器生產(chǎn)與美國(guó)Sburnnik公司，其信號(hào)采集傳感器為電磁感應(yīng)式動(dòng)作捕捉器，具有使用壽命長(zhǎng)、信號(hào)準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)，理論上最小分辨率可達(dá)0.015°，分辨率為12位。角度傳感器安裝時(shí)，要注意其內(nèi)部磁位器應(yīng)當(dāng)架空安置，除了必要的導(dǎo)線連接外，不應(yīng)與其他金屬固件直接接觸。一般情況下，磁位器應(yīng)當(dāng)采用環(huán)氧樹(shù)脂或可塑性膠泥與固件連接。

2.2 分閘及合閘周期起始時(shí)刻監(jiān)測(cè)硬件電路設(shè)計(jì)

斷路器分閘周期與合閘周期計(jì)算均以分、合線圈得電為起始時(shí)刻，斷路器分、合閘周期一般都在ms數(shù)量級(jí)，因此，斷路器分、合閘起始時(shí)刻的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)是斷路器周期監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵。本監(jiān)測(cè)裝置采用南京菜花電子有限公司生產(chǎn)的CSM005A電流霍爾傳感器作為斷路器操作線圈得電時(shí)刻監(jiān)測(cè)的傳感原件，該傳感器的原邊和副邊之間可承受2.5kV的交流電壓，線性度≤0.2%，相應(yīng)時(shí)間

2.3 輔助觸點(diǎn)信號(hào)回路切換控制電路設(shè)計(jì)

斷路器剛分、剛合時(shí)刻確定通過(guò)輔助接點(diǎn)構(gòu)成的信號(hào)回路連接至DSP的XINT2實(shí)現(xiàn)，在斷路器常開(kāi)、常閉輔助觸點(diǎn)構(gòu)成的回路中附加3.3V直流電壓可構(gòu)成兩路信號(hào)回路，信號(hào)回路的輸出信號(hào)經(jīng)消抖等處理后可以為DSP的XINT2提供另一個(gè)可靠的中斷沿觸發(fā)信號(hào)，但隨著斷路器分閘或合閘動(dòng)作的進(jìn)行，兩路信號(hào)必須滿足不斷與DSP的XINT2管腳進(jìn)行切換連接的功能。電路設(shè)計(jì)中通過(guò)控制繼電器常開(kāi)、常閉觸頭實(shí)現(xiàn)，兩路信號(hào)的切換電路如圖1所示。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析

本裝置采用非接觸式角度傳感器監(jiān)測(cè)斷路器分、合閘時(shí)主軸旋轉(zhuǎn)角度，很好地解決了斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)傳感器不易安裝的問(wèn)題，利用霍爾電流傳感器和斷路器輔助觸點(diǎn)較準(zhǔn)確地提取了斷路器分、合閘周期起止時(shí)刻。裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單小巧、安裝方便、成本較低，具有較廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]孟永鵬，賈申利.真空斷路器機(jī)械特性的在線監(jiān)測(cè)方法[J].高壓電器，2016（07）：131-134.