陡河發(fā)電廠分布式光纖電纜測溫系統(tǒng)的應(yīng)用.doc

陡河發(fā)電廠分布式光纖電纜測溫系統(tǒng)的應(yīng)用-權(quán)威資料 本文檔格式為WORD,若不是word文檔,則說明不是原文檔。 最新最全的 學(xué)術(shù)論文 期刊文獻(xiàn) 年終總結(jié) 年終報(bào)告 工作總結(jié) 個(gè)人總結(jié) 述職報(bào)告 實(shí)習(xí)報(bào)告 單位總結(jié) 摘要：本文通過對近年來研發(fā)出的分布式光纖溫度傳感技術(shù)，分析其利用光脈沖測定溫度的原理，對陡河發(fā)電廠輸煤區(qū)域電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)進(jìn)行分析。 關(guān)鍵詞：分布式光纖測溫，電纜，在線監(jiān)測 TM247 A 1分布式光纖傳感器的測溫原理 分布式光纖傳感器工作依據(jù)主要是光纖的光時(shí)域反射原理及后向拉曼散射溫度效應(yīng)。即該傳感器用OTDR技術(shù)空間定位，用拉曼散射效應(yīng)測溫。主處理機(jī)中的激光光源向光纖注入脈沖后，有一小部分拉曼散射光包含（Stokes Light和Anti-stokes Light兩種光波）。兩種光波會(huì)沿光纖反射回來，Anti-stokes Light與Stokes Light光子強(qiáng)度的比值與溫度關(guān)系可用式 （1） 表示，得到被測點(diǎn)溫度信息，根據(jù)式L=vt/2計(jì)算拉曼散射光的返程時(shí)間可得被測點(diǎn)的空間距離，進(jìn)而得到整條光纖分布的溫度信息。 主處理機(jī)和控制電腦對拉曼散射光進(jìn)行分析和處理，計(jì)算出被測物每一點(diǎn)的溫度和位置。最后輸出的是整條光纖（最長30km）上的溫度分布圖。 在實(shí)際測量時(shí)，與光子數(shù)比值相應(yīng)的信號電平的比值在實(shí)驗(yàn)中可測到，起始溫度為已知，則從（1）式可確定光纖上各點(diǎn)的溫度。有人使用長波段的LD(laser diode)做光源，用該系統(tǒng)（測試光纖長2 km）實(shí)際測溫精度達(dá)到1 K，空間分辨率達(dá)到1 m 。 2陡河發(fā)電廠輸煤區(qū)域電纜運(yùn)行狀況分析 陡河發(fā)電廠輸煤區(qū)域是電纜運(yùn)行環(huán)境最惡劣的區(qū)域，也是極容易引起火災(zāi)隱患的區(qū)域，存在的主要隱患及原因有以下幾個(gè)方面 2.1 電纜橋架積粉嚴(yán)重，電纜散熱困難。 造成輸煤區(qū)域電纜橋架積分嚴(yán)重的原因主要有輸煤系統(tǒng)自投產(chǎn)以來沒有進(jìn)行徹底清理、輸煤系統(tǒng)粉塵污染大、大面積開展積粉清理工作難度大，任務(wù)重。主要是母線停電困難，帶電水噴淋對電氣設(shè)備有較大隱患，特別是大負(fù)荷期間更是如此。 2.2 電纜距離熱源管道及輸煤皮帶距離近。 根據(jù)二十五項(xiàng)反措的要求架空電纜與熱體管路應(yīng)保持足夠的距離，控制電纜不小于0.5m，動(dòng)力電纜不小于1m，與熱力管道交叉時(shí)，控制電纜不小于0.25m，動(dòng)力電纜不小于0.5m。輸煤區(qū)域內(nèi)的電纜橋架部分距離供熱管道較近，皮帶線上的動(dòng)力電纜距離皮帶傳輸機(jī)構(gòu)較近，這就造成電纜肯能由于熱蒸汽及皮帶線機(jī)構(gòu)發(fā)熱打火造成損壞。 3 對輸煤區(qū)域安裝電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本要求 基于對輸煤系統(tǒng)電纜運(yùn)行狀況的分析及我廠原有電纜熱故障預(yù)防系統(tǒng)的分析，輸煤區(qū)域安裝的電纜在線測溫系統(tǒng)需滿足以下要求。 3.1測量、報(bào)警、定位及時(shí)準(zhǔn)確。 輸煤區(qū)域在電廠分布很廣，在我廠從輸煤動(dòng)力盤至最遠(yuǎn)的30米皮帶線，距離超過1km，因此需要該系統(tǒng)對電纜溫度的測量準(zhǔn)確，報(bào)警及時(shí)，定位精準(zhǔn)，減少誤報(bào)警的幾率，否則運(yùn)行或檢修人員的工作量將加大，定位不準(zhǔn)將使故障點(diǎn)很難在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)。 3.2測溫系統(tǒng)可靠，防塵、防粉、防水蒸汽。 輸煤區(qū)域電纜橋架周邊環(huán)境惡劣，煤粉、灰塵、水蒸氣等均有，因此必須保證該在線測溫系統(tǒng)具備，防塵、防粉、防水蒸汽的能力。且現(xiàn)場不具備安裝采集器等其它元器件的環(huán)境。 4 分布式測溫檢測系統(tǒng)的選擇及特點(diǎn) 通過比較分析，確定在輸煤區(qū)域使用分布式光纖測溫系統(tǒng)對電纜運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。 4.1 系統(tǒng)組成 分布式光纖測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單直觀，該系統(tǒng)主要由溫度傳感光纖（或光纜）、測溫主機(jī)（連續(xù)分布全光纖測溫儀）、監(jiān)控子系統(tǒng)（工業(yè)計(jì)算機(jī)）、報(bào)警控制盤和系統(tǒng)軟件五大部分組成。 每套系統(tǒng)配置為： 前端溫度采集部分感溫光纜 信號傳輸部分光纖跳線 信號處理及分析DTS測溫主機(jī) 報(bào)警控制盤工控機(jī)、聲光報(bào)警器、短信報(bào)警器、機(jī)柜 系統(tǒng)軟件DTS測溫軟件、綜合報(bào)警軟件 4.2 感溫光纜 所選則敢問光纜特點(diǎn)：光纜防水、防震、外徑小，結(jié)構(gòu)簡單，熱滲透快，測溫響應(yīng)快、采用不銹鋼無縫管保護(hù)，很好的機(jī)械性能、低煙無鹵阻燃外護(hù)套，良好的電氣絕緣性能。用途：高速公司隧道、電纜溝槽、電纜表面、電力機(jī)房等光纖分布式測溫，其主要參數(shù)見表4-2 表4-2 4.3 DTS測溫主機(jī) 1）高性能、低功耗、高可靠 產(chǎn)品都為低功耗設(shè)計(jì)可保證系統(tǒng)平均無故障工作時(shí)間為200000h以上,其它產(chǎn)品裝了風(fēng)扇（風(fēng)扇壽命一般只有30000-50000h） 2）豐富的接口功能（雙顯示支持） 在板集成豐富的各種功能接口，其它家產(chǎn)品一般只有常用的接口，我司產(chǎn)品在板集成DVI、TV-OUT、LVDS、VGA等多種顯示接口，并可做高可靠的雙顯示系統(tǒng)（顯示不同內(nèi)容），其它產(chǎn)品要做雙顯示系統(tǒng)需要在增加一塊顯示卡（成本高、系統(tǒng)可靠度、穩(wěn)定性均不佳） 3）抗震動(dòng)性強(qiáng)主機(jī)上所有器件具有極強(qiáng)的抗震性；且公司的產(chǎn)品具有超過5年行業(yè)應(yīng)用的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),充分驗(yàn)證了其穩(wěn)定可靠性。 4）工作溫度寬 工作溫度為：-2570C 儲存溫度為：-4085C 5）平均無故障工作時(shí)間長 此板為科技標(biāo)準(zhǔn)化的高可靠免維護(hù)產(chǎn)品, 板極產(chǎn)品平均無故障工作時(shí)間為10年以上。 6）可持續(xù)供貨時(shí)間長 確保8-10年穩(wěn)定且持續(xù)供貨。 7）嵌入式產(chǎn)品,防震、防塵、防潮,及電磁兼容性,MTBF,MTTR的實(shí)現(xiàn) 4.4 系統(tǒng)主機(jī)性能指標(biāo) 測量距離：2、4、8、10公里可選通道數(shù) : 1，2，4，6，8，16可選(光開關(guān)) 取樣間隔:1米 定位精度 :1 米 測量時(shí)間 :20 秒溫度分辨率 : 0.1報(bào)警分區(qū) : 200 個(gè)/每路繼電器輸出： 64路(可擴(kuò)展)通訊接口： 2 個(gè) RS232 接口支持MODBUS，1個(gè)以太網(wǎng)接口 4.5光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)軟件特點(diǎn) 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、顯示和管理功能； 友好的圖形直觀顯示和中文操作界面； 分級權(quán)限管理功能； 方便設(shè)置、調(diào)整多極過熱、過冷、溫升、溫降報(bào)警閥值。 可以進(jìn)行大量分區(qū)，對各被監(jiān)測區(qū)的溫度變化趨勢進(jìn)行智能分析，并準(zhǔn)確定位。 保存并可隨時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù)，打印報(bào)表。 聯(lián)入局域網(wǎng)系統(tǒng)或其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與信息共享。 可與報(bào)警、消防、視頻監(jiān)控等設(shè)備聯(lián)動(dòng)。 具有自診斷功能，可瞬時(shí)判定光纖或光纜故障并準(zhǔn)確定位。 優(yōu)異的功能擴(kuò)展特性 4.6硬件安裝實(shí)地設(shè)計(jì) 4.6.1 感溫光纖的敷設(shè) 輸煤區(qū)域電纜數(shù)量多，環(huán)境復(fù)雜，且電纜走向上經(jīng)常有人工作，因此對不同形式電纜要采用不同形式的感溫光纜敷設(shè)方式，保證其測量全面準(zhǔn)確并且不易備破壞壞。 （1）電纜橋架感溫光纖的安裝 感溫光纜安裝在電纜橋架上時(shí)，宜以正弦波方式鋪設(shè)于所有被保護(hù)的動(dòng)力電纜或控制電纜的外護(hù)套上面，盡可能采用接觸安裝。具體安裝方法參照見圖4-3 ，固定卡具選用阻燃塑料卡具。 圖4-3 橋架感溫光纜安裝方式 此時(shí)，鋪設(shè)感溫光纜的總長度按下列公式確定： 感溫光纜的長度 = 托架長倍率系數(shù) 倍率系數(shù)按下表4-4選定： 表4-4倍率系數(shù)表 感溫光纜以正弦波方式鋪設(shè)在動(dòng)力電纜上時(shí)，其固定卡具的數(shù)目計(jì)算方法如下：固定卡具數(shù)目 = 正弦波半波個(gè)數(shù)2+1。如圖4-4 圖4-4 動(dòng)力電纜感溫光纖敷設(shè)圖 （2）主干電纜探測光纜安裝 電纜表面探測光纜的敷設(shè)，用絕緣扎帶將光纜固定于電纜表面，使光纜與電纜的外表面緊密結(jié)合，每隔0.5m通過扎線將光纜固定在電纜表面，同時(shí)確保光纜不能承受比較大的應(yīng)力。敷設(shè)示意如下圖4-5所示。 圖4-5主干電纜測溫布置圖 （3）電纜接頭探測光纜安裝： 為保證測量精度，電纜接頭探測光纜的安裝采用跳線方式，電纜接頭處預(yù)留3倍接頭長度的光纜，將光纜雙股纏繞在電纜接頭上，光纜與電纜接頭緊密接觸。示意圖見4-6 圖4-6電纜接頭探測光纜安裝 4.6.2 感溫光纜敷設(shè)路徑設(shè)計(jì) 輸煤區(qū)域電纜路徑較長，穿過的區(qū)域面積大，設(shè)備多，皮帶線多，如果盲目敷設(shè)未經(jīng)設(shè)計(jì)不僅會(huì)造成感溫光纜的浪費(fèi)，而且顯示畫面會(huì)復(fù)雜凌亂，不利于運(yùn)行、檢修人員找到報(bào)警位置，因此在敷設(shè)前要設(shè)計(jì)出敷設(shè)路徑和畫面。 4.7 系統(tǒng)安裝后達(dá)到的效果及主要功能 經(jīng)過制定合理全員的技術(shù)要求，系統(tǒng)安裝后具備了分布式光纖測溫系統(tǒng)的優(yōu)越功能并符合陡河發(fā)電廠的實(shí)際情況，系統(tǒng)主要功能有：登錄及用戶權(quán)限管理、站管理、用戶管理、設(shè)備曲線、實(shí)時(shí)曲線、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警設(shè)置、報(bào)警信息、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、基礎(chǔ)管理、系統(tǒng)管理等。 閱讀相關(guān)文檔:框架剪力墻結(jié)構(gòu)樓板裂縫分析 惡劣氣候下混凝土結(jié)構(gòu)裂縫滲水病害處理 DLM型欄木機(jī)結(jié)構(gòu)原理在礦區(qū)平交道口的延時(shí)利用 節(jié)約型園林的生態(tài)設(shè)計(jì)原理及實(shí)施策略 建筑工程項(xiàng)目成本控制研究 論城市規(guī)劃的生態(tài)思維 建筑工程地下室后澆帶防水節(jié)點(diǎn)處理技術(shù) 鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 高速公路小橋涵的布置與設(shè)計(jì) 住宅建筑混凝土施工常見技術(shù)問題的處理 工業(yè)廢水處理方法及發(fā)展趨勢探討 智能家居的現(xiàn)狀及