WAB/DL—98智能电缆温度在线监测系统
一、引言
随着机组容量的增大,自动化水平相应提高,电缆用量越来越多.一台200MW机组,各类电缆长达200-30 0Km.某电厂一期工程2台500 MW 超临界参数机组,电缆用量达30 00K m.由于电缆长度增加,其火灾事故的发生几率也相应火力发电厂一旦发生电缆火灾,将造成严重损失.目前在建和运行中的火力发电厂,大多仍采用易燃电缆,因此,电缆防火问题尤为突出.
美国在196 5-1 975年统计的328 5次电气火灾事故中,电线电缆火灾事故就占30.5 %,直接损失约4 000万美元. 日本曾对电力,钢铁,石油化学,造纸等工厂企业调查,有78%的单位发生过电缆着火,其中危害程度较大的事故占40%.国内,据有关资料统计,近20年来,我国火电厂发生电缆火灾140多次,其中1 986-19 92年7年间竟达75次.有24个电厂发生过二次及以上电缆火灾事故,个别电厂达4-6次.7 0%以上的电缆火灾所造成的损失非常严重,其中2/5的火灾事故造成特大损失.1 975-19 85年间,因电缆着火延燃造成的重大事故发生60起,造成直接和间接损失达50多亿元.
二,电气设备过热的规律和特征
电气设备的过热故障可分为外部热故障和内部热故障两类:
2-1,外部热故障
电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用下,接头温度升高,接触电阻增大,恶性循环造成隐患.此类故障占外部热故障的90%以上.统计近几年来检测到的外部热故障的几千个数据,可以看到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%,它们的平均温升约在30℃左右,其它外部接头的平均温升在20-25℃之间,结合近几年的检测经验,按温升的多少,可将外部故障分为轻微,一般和严重三种.
2-2,内部热故障
高压电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中,如电缆,内部热故障一般都发热时间长而且较稳定,与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递,使局部温度升高,因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断高压电气设备(如电缆)的内部故障
2—3电缆故障原因分析
根据电力事故分析,电缆故障引起的火灾导致大面积电缆烧损,造成被迫停机,短时间内无法恢复生产,造成重大经济损失.通过事故的分析,引起电缆沟内火灾发生的直接原因是电缆中间头制作质量不良,压接头不紧,接触电阻过大,长期运行所造成的电缆头过热烧穿绝缘,最后导致电缆沟内火灾的发生
三,系统功能
3-1 系统概述:
WAB/DL—98型电缆在线监测系统,采用了当今先进的通讯技术,微处理器技术数字化温度传感技术及离子感烟技术.独创设计的低温,强电场,潮湿环境运行技术.该系统的开发研制均在发电厂的电缆沟内经多次反复试验,攻关才得以完善,避免了电缆沟内强大电场的干扰,完整安全地把数据传送至监视终端.因此,该系统是一种高可靠性的分布式电缆在线监测系统该系统具有良好的计算机界面,可显示电缆沟道模拟图,显示传感器所监测的实际位置及所有电缆型号,长度,截面,中间头位置等参数,当运行中电缆出现异常时,显示画面及报警音响同时出现,可通过计算机的电缆沟道模拟图上直接查看,并能迅速准确地判断出发生故障的实际位置,很大程度地提高了电缆运行的可靠性及技术管理水平.
3-2 连续的温度测量及显示
通过对电缆头或电缆本身的连续温度测量,能够预测电缆头或电缆本身的故障趋势,及时提供电缆故障部位和检修指导,避免发生重大事故.
3-3 烟雾检测
作为系统的一种辅助措施,离子型感烟装置能够检测电缆沟道中的烟雾.这种烟雾是由于电缆发热烧损绝缘层而产生的.
3-4 通讯接口标准化
为了与其它系统更好地连接,本系统采用标准通讯接口和通讯协议:RS-4 85和E THE RNE T IEE E80 2. 3规范,支持IPX及TCP /IP协议,由于采用ETH ERN ET标准,系统可与管理网互连
3-5 隔离,耐高压及工作温度
现场智能集线器与通讯总线采用完全隔离措施,能经受的电压冲击典型值为1 500 VRM S/分钟或2 005VRM S/秒.
温度传感器可经受E SD ƒ1 000 0V高压,工作温度为-55℃�1 25℃,测量误差是0.5℃.
整个系统可工作在-30℃�85℃可靠工作
3-6 质量认证及鉴定标准
离子烟雾传感器具有UL (美国)认证,并通过中国消防局鉴定.
温度传感器通过Mee ts UL# 913 (4t h E dit )
本系统部件均通过I SO-90 01 Cer tif ied
数据通讯校验标准
CRC 16循环冗余校验
CRC 8循环冗余校验
通信接口及电缆符合下列规范:
EIA(美国电子工业协会)
EIA RS-23 2C
EIA RS-48 5
IEE E(美国电气和电子工程协会) A NSI IE EE 802 .3.
UL (美国保险商实验室) UL 44 橡胶导线,电缆的安全标准.
四, WAB/DL—98系统组成
4-1系统网络体系结构
WAB/DL—98采用完全数字化的现场总线网络结构 ,提高了整个系统的抗干扰能力.系统为双层总线结构 ,上层为模块级浮动隔离总线 ,将操作站与分布于电缆沟内的集线器连接起来 .每个集线器可挂接 8个离子感烟探头和温度总线,温度总线可支持 24个智能温度传感器 ,并设有温度总线中继器 ,整个系统的数据通讯采用 CR C16和CR C8纠错校验 ,以保证系统能在恶劣环境下可靠运行 , WAB/DL—98型电缆在线监测系统在火电厂具有长期稳定运行的经验 .
4—4电缆测温CJ--III智能网络采集器
采集器主要完成对分布于电缆沟内的温度测点及感烟探头进行采集 ,自动校验和故障检测 ,并将结果通过模块总线发布到系统中每个显示操作站做进一步分析处理 . CJ--III集线器的 ACE SS总线具有 3.5K V的EDS保护和抗雷击保护 ,完全适用于野外安装的防护措施 ,先进的容错能力 ,即使现场总线短路也不会影响集线器的正常工作 .采用电源 ,ACESS模块总线和现场总线三重隔离,其隔离电压达 35
00V.电源采用交流 /直流 18..36V的宽电压范围供电 ,供电电压无需调整 ,具有专用涂层 ,防潮 ,防尘设计 ,集线器可在湿度大于 95%RH(不结露 )的环境下稳定工作 ,使CJ--III能够在极其恶劣的环境下稳定运行 .极高的安全性和故障修复能力确保了系统的长期可靠运行 .
4—10网络数据校验
WAB/DL—98系统全部采用网络数据传输方式 ,并工作于恶劣的工业环境中 ,为了工作可靠 ,系统采用了 CRC校验方式 ,CR C校验码的检错能力很强 ,它除了能检查出离散错外 ,还能检查出突发错 .检错能力为;
(1)能检查出全部单个错 ;
(2)能检查出全部离散的二位错 ;
(3)能检查出全部奇数个数 ;
(4)能检查出全部长度小于或等于 K位的突出错 ;
(5)CR C1 6能以 9 9.9 97%的概率检查出长度为 17位的突发错 ,漏检概率为 0.00 3%.
五,系统性能特点
5—1,极强的抗干扰能力
WAB/DL—98电缆过热温度在线监测系统是一个专门用于测量电缆接头的温度监测系统 ,考虑到电缆沟的实际情况 ,电磁干扰强 ,潮湿和电缆接头分布范围广泛的特点.