在線監測裝置匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇在線監測裝置范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1、電力一次設備在線監測的特點

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

2、變電站一次設備在線監測方法和配置

2.1避雷器在線監測

避雷器在線監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換成光脈沖頻率的變化。采用光纖取樣，微機數據處理和數據通訊等技術，解決避雷器泄漏電流測量、傳輸中的無源取樣、高電壓隔離和數據遠傳等關鍵問題和泄漏電流超標即時報警，實現避雷器絕緣狀況在線監測的自動化。

2.2GIS組合電器在線監測

1）SF6氣體壓力檢測

監測SF6氣體壓力是GIS設備基本的自檢測項目之一。目前該項技術較為成熟，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設備或SF6斷路器，對于已有的GIS設備和SF6斷路器，考慮到傳感器接入可能導致密封問題，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監測

傳統的方法是采用光電編碼器測量，但電路復雜、響應速度慢、穩定性不高。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。

5）儲能電機工作狀態

斷路器儲能電機工作狀態是操動機構狀態的一個重要方面。對于液壓機構，除了檢測儲能電機工作電流、電壓之外，還應統計儲能電機的啟動次數/日、累計工作時間/日等。日啟動次數增加或日累計工作時間增加極可能是液壓系統出現泄漏。

2.3變壓器在線監測

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

3、重慶星寨220kV變電站一次設備狀態監測系統配置方案

3.1總體方案

重慶星寨220kV變電站狀態監測系統宜采用分層分布式結構，由傳感器、在線監測裝置就地單元、后臺系統構成。變電站統一配置一套設備狀態在線監測系統，對主變壓器、避雷器等一次設備進行在線監測。利用一體化監控系統的綜合應用服務器實現一次設備狀態監測數據的匯總分析。各類設備狀態監測統一后臺分析軟件、接口類型和傳輸規約，實現全站設備狀態監測數據的傳輸、匯總和診斷分析。綜合應用服務器通過對數據分析及綜合專家系統軟件，識別設備已有的或正在發生的或潛在的設備性能劣化現象，對設備狀態做出狀態預判和檢修決策建議，并采用IEC61850規約遠傳至遠方監控中心，同時接收遠方監控中心的控制命令并返回信息。

3.2實施方案

1）監測參量

2）主變壓器

3）避雷器

避雷器在線監測主要監測：泄漏電流、動作次數。

傳感器采用外置方式安裝。220kV避雷器在線監測智能控制器就地安裝于GIS匯控柜內。避雷器狀態監測系統單獨組網接入綜合應用服務器。

4）220kV GIS

GIS設備在線監測配置：一臺SF6密度監測單元，主要監測GIS氣室SF6氣體壓力等狀態量。

傳感器采用外置式安裝，監測單元安裝在GIS匯控柜內，匯控柜就地安裝。在線監測單元接收各傳感器采集的數據，經過處理后將信息通過光纖以太網按DL/T 860標準送至在線監測的統一后臺。

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備，其運行狀態直接影響到電力系統的正常運行。根據國際大電網會議高壓斷路器調查顯示，因操作機構問題而導致斷路器故障的比例占故障總數的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監測，掌握其運行特性及變化趨勢，對預防斷路器故障，增強斷路器工作的可靠性，成為電力行業發展中的一項重要研究課題。

某變電站3322間隔例行試驗時發現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致該斷路器一側傳動桿脫落。為了解決實際運行過程中斷路器內部發生故障而無法預知的問題，在該變電站安裝斷路器在線監測裝置，研究其對斷路器分合閘特性曲線的監測，分析不同情況下特性曲線的變化，驗證在線監測裝置在斷路器分合閘狀態監測方面的有效性。

1 斷路器在線監測裝置分合閘監測試驗研究

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拐臂和連扳脫落（只分合一側斷口情況）。試驗時正常情況下的測試，采集分合閘動作數據各6次；模擬一側拐臂和連扳脫落情況下采集分合閘動作數據各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，說明在線監測裝置對斷路器多次分合閘操作情況下監測穩定性較高。

1.2 一側斷口脫落情況下分合閘試驗

由于斷路器一側斷口脫落情況下進行分合閘，斷路器兩邊受力不平衡，為保證試驗時設備安全可靠，在一側斷口脫落情況下分合閘試驗分析僅進行兩次，試驗結果：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，分析認為一側斷口脫落情況下由于內部阻力變小，操作機構在同樣的作用力下，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為一側斷口脫落情況下的行程，可以看出一側斷口脫落情況下斷路器的合閘速度有明顯增加，分析來看是由于內部阻力變小，而其它作用力不變，導致開始階段加速度增加，速度變快。

2 試驗結果

該文結合LW25-363型斷路器操動結構特點，分析不同狀態下斷路器分合閘操作時動作特性曲線，測試結果表明，安裝的在線監測裝置具備斷路器分合閘特性曲線監測功能，記錄的斷路器分合閘過程有良好的重復性和穩定性，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部狀態不明，無法預知故障的問題。

3 結論

（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脫落缺陷時斷路器分合閘的重復性、一致性、穩定性等方面的指標。

（2）將在線檢測得到的結果與正常工況時的結果進行對比，應用斷路器在線監測裝置發現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營銷管理的重要內容，為了確保計量數據的可靠性，電能計量裝置運行必須可靠，在線監測技術的應用值得重視。

一、電能計量裝置在線監測的必要性

隨著國民經濟的快速發展，電力需求也隨之持續增加，對電網建設提出了更高的要求。在此形勢下，電網一次二次設備數量大幅度增加，電網覆蓋面積逐步增大，供電量迅猛增長，直接導致電網計量設備規模與計量管理人員數量不匹配，增加了計量管理人員的工作量。與此同時，隨著用電客戶經濟意識的逐漸增強，用電客戶對電網計量裝置的準確性要求也在日益提高。所以，電力企業必須加快計量管理信息化建設，積極推行電能計量裝置在線監測技術，促進電力企業持續發展。

二、電能計量裝置在線監測的基本原理

通道切換與數據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內部，實現對電能表的誤差測試、PT二次回路壓降測試以及CT二次回路導納測試等基本功能。同時還能夠體現某一時刻計量裝置的實時工況信息。內部微處理器負責通道切換與運算，并能將數據及時存儲。在線檢測系統是建立在將標準模塊轉移到現場，通過多路轉換開關來實現多路、多只電能表的誤差檢驗，通過定期的數據回傳，實現后臺主站的數據查詢并發現問題的過程。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測系統里，人工測試方法不同的只是系統將臨時拖放的測試電纜以布線的形式固定下來，通過其內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測系統還實現了遠程的手動檢測功能，在周期測試的基礎上，加入手動測試，以達到實時測試。通過以太網的通信方式實現遠程功能，并能將數據保存在后臺監測主機上，實現數據的分析，處理和保存。

三、電能計量裝置在線監測技術的應用

1.系統構成

1.1 現場數據采集層

按一次設備對應分布式配置多功能電能表，將其安裝在開關柜回路內，或集中安裝在電能表測控屏內，用于實時采集數據，并將數據通過通信接口傳輸到電能采集終端。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據。

1.2 通信網絡層

該層是主站層與現場數據采集層的連接層，主要負責上下兩層之間的通信連接、數據采集、數據轉化、數據傳輸、協議轉換和命令交換，確保大量實時數據能夠在匯集后高速傳輸，提高主站層獲取監測信息的全面性、準確性和及時性。

1.3 主站層

該層主要由網絡系統、WEB應用服務器、采集服務器、數據服務器、輔助設備等部分構成，是電能計量在線監測系統的信息收集與控制中心，既可通過GPS、PSTN、CDMA、以太網等遠程通信信道采集和控制現場終端的信息，也可以對大量數據進行綜合處理。

2.系統主要設備

2.1 安裝位置及技術指標

通常發電廠和變電站內涉及諸多計量點，如網損、線損、關口等，為了確保在線監測功能的實現，上述位置處都需要安裝電能表，其基礎技術指標應當符合相關要求。如果是關口計量點的電能表，應當能夠設置4個費率，每個時間段與一種費率相對應。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整。

2.2 集中器應用

在系統中，集中器主要負責電能信息的采集、數據傳輸與管理、轉發及下發控制命令。其應當具備如下功能：

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

（2）存儲。電能量采集終端的數據存儲容量要超過64MB，并且擁有獨立的數據參數備份單元，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故障，可以到現場插拔SD卡以獲取相關數據，將數據導入系統。

（3）采集信息。及時采集窗口電量、分時電量、事件記錄、遙測量、遙信量數據等，按照預設的時間起點將指定內容傳送到主站;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字量或模擬量。

（4）數據傳輸。至少要有一路RS485總線既可用于抄表，又可作為數據上傳通道。同時，還應支持多種通信方式，如語音撥號、TCP/IP網絡等。

2.3 通信方式

系統需要實現與變電站和發電廠的通信：①與變電站的通信。電能計量系統以電力調度自動化系統為基礎，對變電站采用專線Modem方式進行通信。調制解調器可根據不同的應用場合，使用不同的手段傳送模擬信號，傳輸介質可以選用射頻無線電、光纖或電話線等。專線Modem方式不需要經過話音交換網絡進行通信，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并行多個數據，但是隨著電能數據量的增加，這種點對點的通訊方式必然會造成數據堵塞，所以必須對這種通信方式進行優化。②與發電廠的通信。由于國內的各大發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度電話和自動化占用，無法為系統提供通信通道，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測應用的加強

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，確保計量改造質量。對互感器、電能表的精度等級、二次回路導線截面不滿足要求用戶進行改造，要選用高動熱穩定、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一次電流應達TA一次額定電流的1/3及以上運行，換大TV二次回路導線截面，縮短二次導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，嚴格把住設計、施工、試驗和進貨關。

2.計量點的問題解決

為了杜絕用戶計量點大馬拉小車現象，采取了相應的解決辦法：一是新裝增裝用戶投運前進行全面檢查。二是通過現場檢查對于變比不符合生產實際的，在最短的時間內調整好。三是通過現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，確保規程規定的允許誤差。

四、結語

總而言之，隨著電力技術及電網智能化的發展，電能計量裝置在線監測技術實現了電能計量裝置的實時在線監測，提高了電能計量數據的準確性，電力企業要重視這項技術的應用。

篇（4）

1、凈化裝置腐蝕監測的目的、意義

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

2、常用的在線腐蝕監測技術

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

（1）電化學監測：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的環境，即有水的環境。其中電

化學噪聲技術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的影響。優點是適用工況范圍寬，適用介質廣泛，但測量周期長、靈敏度低，測量結果受腐蝕產物的導電性的影響，無法記錄腐蝕速度的瞬時變化。

（3）電感探針監測：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，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構形式，還有管狀結構形式，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探針監測：在線pH值監測的原理是利用對H+敏感的選擇電極進行介質酸堿度測量。

各種在線監測技術各有優點和局限性，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形成全面的在線監測系統。

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）高達4.608%，而酸氣中的硫化氫含量一般在（10000～40000）mg/m3，因此設備、管線的腐蝕控制成為裝置管理的重要環節。

從凈化裝置近三年設備管線腐蝕統計結果來看，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、監測點選擇

監測點選擇是在線監測方案設計的關鍵步驟，準確選擇監測點決定了腐蝕監測能否成功指導生產和防腐工作。一般依據設備的材質和腐蝕監測的目的按照下述原則進行監測點的初步選擇。①有凝結水的部位；②設備管道高湍流區域，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事故發生頻繁的設備管線；⑥其他需監測的部位。

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；因此應當依據裝置流程、腐蝕分布、工藝防腐、相變區的腐蝕特點、需要重點進行監測。

5、腐蝕監測技術的應用前景

應用在線腐蝕監測技術對獲得金屬材料的腐蝕數據對凈化廠脫硫裝置安全生產具有重要意義。其中，高度敏感的在線腐蝕監測技術可以實時對腐蝕速率進行在線監測，通過與現場工況參數建立的動態聯系可以進行腐蝕控制措施的優化和調整。為歷年凈化廠檢修提供了很多數據支持。

篇（5）

引言：JJG700-1999《氣相色譜儀》規定“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上，尋求和探索在線色譜檢測系統科學合理、現實簡便、經濟的標定方案，具有舉足輕重的現實意義。

一、油中溶解氣體在線監測裝置檢定技術現狀

國內現行氣相色譜儀檢定規程（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測裝置技術更新和產品升級，常規檢定技術如“模擬變壓器方式進行油色譜數據比對”、“運行中變壓器油的色譜數據比對” “標準氣體校準”等，均無法保證油中氣體在線監測裝置檢定數據的準確性和可靠性，無法對在線監測裝置性能有效監督。

目前國內針對油中溶解氣體在線監測系統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）油樣濃度不穩定，易漂移。

二、油中溶解氣體在線監測裝置檢定技術發展及關鍵技術認知

近年來，由于變壓器在線監測技術的不斷進步和電力行業狀態檢修的迫切需要，各種變壓器油中氣體在線色譜監測儀不斷涌現。盡管其可檢測的氣體種類和體積分數范圍參差不齊、檢測方法也各有千秋，但其最佳檢測指標卻不斷提高并向實驗室氣相色譜逼近。在線色譜監測技術涉及面廣，現場條件苛刻，近年來一直處于發展完善之中。

對現有典型的在線色譜監測系統進行分析，最關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的真實值，使測量結果失去了準確性。當監測儀出現報警時，還必須取油樣進行實驗室色譜分析。

以色譜為基礎的在線監測系統，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年設計壽命相比，監測系統本身所需要的維護周期相對較短。且目前在線監測油中氣體使用的氣敏傳感器或者熱導池，其綜合監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范以實現入網到運行期間實施監控油中氣體在線監測裝置的性能。

在線監測裝置檢定儀研制中重點解決的技術由如下幾個：

（1）氣缸油槽：由于氣缸壓縮靠壓縮空氣來實現，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，不但振蕩結構設計復雜，而且機械結構的壽命也會受到影響，所以研究考慮依靠標油循環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，實現大油箱的恒壓。

由于在線監測系統維護周期與整個變壓器壽命周期的不協調性，以及油中溶解氣體與故障之間并沒有確定的對應關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范增加了難度;但通過變壓器油中氣體在線監測裝置檢定儀器的高效使用，可以實現對在線監測裝置高效率的檢定，將檢定結果及時的對比，為檢定規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、腐蝕速度以及設備腐蝕狀態均是煉油裝置中在線腐蝕監測技術需要掌握的基礎，技術人員通過掌握這些基礎性工藝與測量數據從而了解煉油裝置所處環境的變化以及遭受腐蝕的狀態，從根本上找到適合不同介質環境的腐蝕監測技術。

1 煉油裝置中在線腐蝕監測技術的作用

煉油裝置中在線腐蝕監測技術具有十分重要的作用，其在現實生活與實際生產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

在煉油生產過程中，緩蝕劑在工藝中的優化數據能夠體現生產的需要，二在線監測技術能夠對優化數據進行評價，從而選擇合適的緩蝕劑。

1.2 對原油混煉技術的指導

原油性質的不同在混煉的過程中會增加其酸性值，從而使設備受到腐蝕。應用在線腐蝕監測技術能夠迅速發現原油混煉時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 定點測厚結合在線監測隊檢修過程進行指導

在線監測具有實時性與準確性的優勢，因此在覆蓋范圍內，其能夠通過收集到的多參數數據繪制腐蝕曲線圖，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，其余在線監測相結合，能夠對重點部位實施監控，從而避免重大泄漏事故的發生，完善檢修計劃。

2 煉油裝置中在線腐蝕監測技術的應用

煉油裝置中常見的在線腐蝕監測技術共有四種，其原理不同，因此應用的場合以及特點也不盡相同。根據實際情況，選好關于PH探針監測、電阻探針監測、電感探針監測、電化學監測的監測技術型號。

2.1 電阻探針監測

電阻探針監測需要應用的儀器以及零件為在線監測儀器、金屬絲、溫度補償試片。當金屬絲被腐蝕后開始變薄，便可以通過在線監測儀器檢測出來并排除因金屬絲的溫度異常而產生的不利影響。電阻探針適應于各種工況范圍與介質，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生的產物具有導電性，因此影響了其測量結果，沒法對腐蝕速度的瞬時性進行記錄。

2.2 電化學探針監測

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

電化學方法也包括電化學噪聲技術，當金屬局部腐蝕后，便可以通過兩個同質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探針監測

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

2.4 電感探針監測

電感探針監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，從而得出不同介質在腐蝕過程中的周期性變化，從而體現其顯示出這種監測方法的靈敏度。一般情況下，片狀結構以及管狀結構是電感探針的兩種結構形式，其分類是由管徑決定的，片狀探針應用于

3 選擇監測點

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生腐蝕的兩大主要類型，前者是中全面腐蝕的體現，因此在選擇監測點時必須關注相關腐蝕的流程、重視腐蝕分布的區域、對高溫設備的材質進行監測、應用相關防腐工藝與技術，從而避免腐蝕所產生的傷害。

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

4 在線腐蝕監測技術的發展方向

煉油裝置中在線腐蝕監測技術的發展方向應該建立在需求與應用實踐的基礎上，并根據基礎性要求擬定發展方向。

要想實現復合監測技術，必須提高在線監測技術的可靠性、精度以及靈敏度，將多種不同類型的參數利用一根探針進行監測，從而實現在線監測的簡便化，減少了在線監測的程序。多參數監測是未來監測技術的發展趨勢，只有實現腐蝕發生發展過程監測、腐蝕影響過程監測、腐蝕事故監測、腐蝕結果監測等全面的腐蝕監測，才能夠擁有系統化的監測技術。

將收集到數據采用高科技手段進行智能化分析，然后建立與其有關的腐蝕數據庫，深入分析與挖掘相關數據，為技術發展提供理論性、決定性依據。

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

結語

本文通過對煉油裝置中在線腐蝕監測技術的作用進行了具體分析，并且就其應用與監測點進行了恰當的選擇，從根本上總結出在線腐蝕監測的未來發展方向，為我國化工業的發展開辟了一條簡便、快捷、安全的生產道路。

參考文獻

[1]龐喆龍，馬新飛.煉油裝置在線腐蝕監測技術狀況[J].石油化工腐蝕與防護，2008，25（1）：62-64.

[2]易軼虎.在線腐蝕監測技術在煉油裝置中的應用[J].石油化工腐蝕與防護，2012，29（5）：44-46.

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1.煉鐵高爐水溫在線監測裝置的重要性

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、漏氣現象增多，應采用必要的檢測手段，及時預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措施，才能穩定高爐生產，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。通過在線實時監測水溫差的變化，可監測到高爐冷卻壁的使用狀態，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，最終提高煉鐵高爐利用系數，降低能耗，提高產量。因此，高爐冷卻水溫度的在線檢測是高爐煉鐵的關鍵操作內容之一。

2.當前煉鐵高爐水溫在線監測裝置存在的不足

高爐冷卻水溫差在線監測系統就是是針對高爐冷卻水工藝開發，應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定運行。當前高爐冷卻水監測裝置一般是利用計算機、電子、現場總線、數字化溫度傳感器等各種技術在線實時監測高爐冷卻壁進出水溫度，并在值班室監測計算機上顯示測量結果，同時分析、計算并記錄溫度、溫差實時數據，通過查詢相應的歷史曲線和分析熱流分布及變化趨勢。系統的計算、分析結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測系統大都采用PT系列模擬熱敏電阻，通過RS-485現場總線與工業控制計算機通訊，系統中的A/D轉換、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，系統成本大大增加。 同時，現有監測系統中存在計算機及網絡系統數據采集 速度慢、傳送數據量小、誤差大等弊端，對整套系統的性能影響很大。

3.一種新型高爐水溫智能在線監測裝置

3.1 新型高爐水溫智能在線監測裝置組成

本文提出的新型高爐水溫智能在線監測裝置包括數字溫度傳感器、數字控制站、工業控制 計算機，該數字溫度傳感器安裝在被監測高爐各分支水冷卻 壁的進、出水管相應的位置上，通過屏蔽數據線連接于數字 控制站的端子接口，該數字控制站通過LONWORKS現場總線與工業控制計算機相連，該工業控制計算機配置有相應的 網絡服務器和打印機。

3.2 新型高爐水溫智能在線監測裝置的工作流程

在高爐冷卻壁和冷卻板所對應的進、出水管道上安裝的 溫度傳感器作為一次元件，通過數字控制站進行處理后和計 算機通訊，計算機根據數字控制站提供的數據以各種表格、 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，實現對冷卻壁狀態和高爐狀態的監測。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。同時根據冷卻水溫差的不同變化規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和發展征兆，避 免影響高爐生產的爐墻結厚、結瘤或渣皮大面積脫落等惡性 爐況的發生與發展。

3.3 具體實例分析

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

圖1 新型高爐水溫智能在線監測裝置結構示意圖

新型煉鐵高爐水溫智能在線監測裝置主要有數字溫度傳感器、屏蔽數據線數字控制站、LONWORKS現場總線、打印機、工業控制計算機、網絡服務器六部分組成，其中數字溫度傳感器是DS18B20數字溫度傳感器，安裝在被監測高爐的爐身、爐腹、爐缸等斷面上相對應的進、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據線與數字控制站的端子接口連接，每個數字控制站可以連接20個數字溫度傳感器，同時對這些數字溫度傳感器數據進行處理;圖中數字控制站是通過LONWORKS現場總線與工業控制計算機相連，它是溫度傳感器與工業控制計算機的紐帶，為確保數據和參數不被丟失，LONWORKS現場總線是采用LONWORKS總線網絡技術，同時易于系統升級，其外殼防爆，適應現場的高溫、灰塵等惡劣環境，此外還有過壓、過流、雷擊保護電路;LONWORKS現場總線通訊技術采用 多介質通訊，支持多種網絡拓撲結構;該工業控制計算機配置有相應的網絡服務器和打印機。

新型高爐水溫智能在線監測裝置的計算機軟件和控制軟件，采用ADOS ActiveX Date Object和ODBC數據庫訪問技術，管理遠程和 本地的數據庫。由溫度測量軟件、溫度計算軟件、熱流計算 軟件構成的軟件系統，實現數據實時采集、顯示、存儲數據，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;組態軟件根據接收到的水溫實時數據，計算出溫 差和熱流，并且生成各種報表、曲線等，在值班室CTR畫面顯示監測，計算實時數據和歷史數據及實時報警結果。也可根據現場工藝設置溫度、溫差的報警上、下限產生報警。當采集的溫度、溫差、熱流等參數高于或低于控制目標值時，則系統軟件分別監測上述參數和各個分支水冷卻管及水冷卻壁的數據，確定調整水流量的參數值，隨即發出控制指令和調整參數。

3.4 新型高爐水溫智能在線監測裝置優勢分析

與現有技術相比，本案所述的煉鐵高爐水溫智能在線監 測裝置采用全數字技術，在溫度和數據控制電路中以 lonworks網絡模塊取代非數字系統的A/D轉換器，克服了數 字溫度傳感器及非數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字溫度傳感器，既滿足測量系統的精度要求，又降低了制造探測器裝置的成本。

4.結束語

總之，本文提出的新型高爐水溫智能在線監測裝置能夠克服現有高爐冷卻水監測 裝置存在的弊端，同時，這套監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，根據實時監測的數 據和歷史數據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

[1]白興全.酒鋼2號高爐爐缸冷卻壁水溫差升高后的對策[J].煉鐵，2011（02）.

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【分類號】：TM354.9

1 前言

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

2 在線監測裝置產品及使用情況現狀

2.1 在線監測裝置的配置情況

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

發電廠的升壓主變壓器一般根據業主意見裝設油中氣體及微水在線監測裝置，個別還有裝設變壓器套管介損、局放監測裝置等；廠用變壓器和起動備用變壓器個別裝設了油中氣體及微水在線監測裝置，較大部分沒有裝設。

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

個別業主要求為廠用中壓斷路器（真空斷路器）配置在線監測裝置。

有些高壓電纜、封閉母線、高壓電動機等也配置了在線監測裝置。

2.2 在線監測裝置的產品性能和質量

隨著傳感器技術、信息采集技術、數字分析技術與計算機技術的發展和廣泛應用，電氣設備在線監測技術得到了飛速發展，現在已能夠較好的監測發電機、變壓器等高壓電氣設備的絕緣、局部放電等潛在故障及故障發展趨勢。

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

直讀式在線監測裝置，如氫氣純度分析儀，定制冷卻水導電率儀，氫氣漏入水中監測器，氫氣露點儀，氫氣監測儀等監測設備，這類直讀式設備的監測數據準確度較高，較少有漏、誤報現象，但這些設備監測對象都是大型電氣設備的輔助設施。

3 建立在線監測信息管理系統的可行性

3.1 在線監測裝置組網能力

通過搜資和調研獲知，現在行業中使用和配置的電氣設備在線監測裝置大都具有網絡接口和信息傳輸接口，只有個別國產設備不具備信息傳輸接口。一些設備帶有以太網口，有些設備帶有串行口，也有些設備帶有CAN總線接口。

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

各類在線監測裝置的通信協議多為MODBUS、MODBUS RTU/TCP/DNP3.0及IEC60870、IEC61850等電力系統常用或通用協議。

有些制造商為適應設備組網連接開發了一系列通信接口和通信接口轉換裝置等。

3.2 在線監測裝置信息管理終端設備能力

1）目前可作為在線監測系統信息管理終端的設備有兩種：

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

第二，由發電廠電氣監控管理系統（ECMS） 或電網監控（NCS）集成一個在線監測信息管理系統。

2）兩種終端系統可達到的能力

可借助以太網或局域網及信息傳輸接口采集在線監測裝置的信息，包括數字及文字數據，報警信號，趨勢曲線等；

對采集到的數據進行整理、儲存、與初始及典型數據進行對比，提供可能的潛在故障判斷結果，可作為制定設備維護和檢修計劃的參考；

可根據設定值進行故障報警；

所有采集到的數據和信息都可在監測終端上監測和提取，根據需要可對數據和曲線進行打印，供運行人員使用。

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

4 建立發電廠在線監測信息管理系統的意義

4.1 在線監測裝置的主要作用

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

變壓器在線監測裝置可在線監測變壓器局部放電、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。

4.2 建立在線監測信息管理系統的意義

在發電廠中，發電機和主變壓器中多數已配置了在線監測裝置，只是信息沒能得到統一管理，通過建立信息管理系統能夠將在線監測信息進行收集、監視和管理，使在線監測裝置得到充分利用。

通過對在線監測裝置的數據和曲線的監視，對設備運行狀況做出預測和判斷，為電廠電氣設備的維護和檢修提供依據和參考。

在運行中對在線監測數據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據進行對比，可對在線監測裝置做出客觀、準確的評價，集系統中多電廠在線監測數據的積累，可逐步建立在線監測裝置技術水平、產品性能、數據準確程度等的設備信息庫。

加強設備信息及運行數據的管理和存儲為逐步實施在線診斷和狀態檢修積累經驗和數據依據。

建立智能化電網已正式提到電力系統建設的意識日程，而電氣設備在線監測技術將是電力系統智能化的一個重要組成部分。

為建立在線監測裝置的設計、運行管理制度積累經驗。

5 發電廠在線監測信息管理系統的設計

5.1 在線監測信息管理系統設計思路

1） 發電廠在線監測系統的設計最重要的是這些設備提供的信息和數據的管理，必須將這些信息和數據呈現給運行人員，這些在線監測裝置的配置才有意義。根據現代技術的發展，合理組網應該是最佳選擇。

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

3） 充分利用現場總線技術將發電廠中已選配好的在線監測裝置進行組網，實行在線監測信息的集中管理。

4） 可采用獨立的信息管理系統；也可考慮利用電廠中配置的電氣監控設備作為在線監測信息管理系統的集中監視載體，在發電廠電氣監控系統中建立在線監測管理系統子系統；或利用在線監測裝置的上位機實現獨立組網。

5） 發電廠在線監測裝置組網可按信息采集層，信息管理層，站控層三級組網，根據具體情況可簡化為兩級；

5.2 基本組網方式

第一種組網方式：按在線監測裝置監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。這種方式較好實現，因為同一個電廠中，同一種設備的在線監測裝置多數情況下應該是同制造廠同型號的產品，他們的連接不需要規約轉換，在站控層實現規約轉換，這種組網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：組網方式一

第二種組網方式：按機組單元將每一臺發電機組（包括變壓器）的各種在線監測裝置縱向連接（管理層），通過規約轉換后，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。但各種在線監測裝置很難做到都是同種規約，需經過較復雜的規約轉換，轉換的過程中將失去部分信息，互相之間的信息共享困難，除非所有在線監測裝置都采用同一制造廠產品或全部采用IEC61850標準。這種組網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：組網方式二

第三種組網方式：各在線監測裝置直接上傳組網，組網結構簡化為兩層。這種組網方式，組網結構簡單，但較浪費連接電纜， 每套裝置都要有電或光纜接至主控室。并且這種組網方式對在線監測裝置和在線監測信息管理系統載體的組網能力要求都較高。要么所有聯網的在線監測裝置采用同種接口和規約，要么在線監測信息管理系統載體需要具有較高的接口集成和規約轉換能力。比較理想的條件是所有在線監測裝置和在線監測信息管理系統載體都采用IEC61850標準和協議。見附圖3。

附圖3：組網方式三

5.3 應用實例

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

1） 電廠在線監測裝置的配置

兩臺機各配置一套發電機局部放電在線監測裝置，由母線耦合器、BusTrac監測儀、工程師站及局放監測分析軟件組成。工程師站可與電廠管理系統聯網通訊，將發電機局放數據信息到電廠管理系統網上，采用RS485通信口。

兩臺機各配置一套FJR-IIA型發電機絕緣過熱監測裝置，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在線監測系統，采用MODBUS RTU/TCP/IP，DNP3.0及IEC60870規約。

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

5.4 在線監測信息管理系統載體確定

本電廠電氣設備在線監測裝置由多家制造廠產品構成，各在線監測裝置的通信方式、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測信息管理系統，也不宜采用某種在線監測裝置自帶監控主機或工程師站對全站的在線監測裝置進行管理。經比較，選擇借助于發電廠電氣監控管理系統（ECMS）集成，即在本電廠的電氣監控管理系統主站層監控管理機中集成一個在線監測信息管理系統。

5.5 在線監測組網方案

由于在線監測裝置是隨電氣設備集成的，各裝置來自不同的制造廠，有串行口、以太網口，也有開關量，協議和規約不盡相同，需針對不同信息輸出形式做適當的組網連接。結合本電廠的實際情況經與發電廠電氣監控管理系統（ECMS）制造商協商最終確定采用上述的第二、三種組網方式混合的組網方案。

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

1）為節省電氣監控管理系統中間通信控制層的接口，也為了數據隔離，配置2臺通信管理機，分別用于2臺機組在線監測裝置的信息接收，并將在線監測裝置的上傳信息數據送給電氣監控管理系統的后臺機。

2）由于發電機絕緣過熱在線監測裝置不具有通信接口，只能送出報警信號開關量干接點，不被電氣監控管理系統接收，配置一臺多直流測控裝置，用于2臺機絕緣過熱在線監測裝置數據的采集，并通過CAN網與通信管理機通信，將采集到的數據上送到通訊管理機。

3）2臺機的發電機局部放電在線監測裝置都分別帶有數據接收、儲存和管理的工程師站，而工程師站具有RS485接口，組網采用2臺機的局部放電在線監測裝置分別通過各自工程師站（兩臺機分屬不同業主）直接與通信管理機接口，上傳數據，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測裝置具有RS485接口，組網采用通信口直接與通信管理機通信上傳數據，

5）GIS氣體壓力及微水在線監測計算主機具有以太網口，并采用OPC協議，組網采用以太網口直接與ECMS網絡交換機連接，上傳數據，由于距離較遠采用光纜連接。雙網2側需要配置4個光電轉換器。

電廠在線監測組網示意圖詳見附圖4。

6 結論及建議

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

6.2 現代科學技術的不斷發展使在線檢測裝置的生產水平和能力正在日新月異的發展，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的可信度，至少可以作為檢修診斷的有力參考；通過學習和宣傳使更多的人了解在線檢測裝置技術和發展趨勢，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 建議在工程中應選擇具有信息和數據上傳能力的微機型或數字式裝置；

6.4 建議在發電廠設計中重視對發電廠在線監測裝置的組網，上傳和集中監視采集到的數據信息，有效利用資源。

6.5 為建立信息采集組網完善的發電廠在線監測信息管理系統，應逐步在在線監測系統推廣采用IEC61850標準，利用IEC61850標準，實現不同制造廠、不同類型產品之間的信息共享，構成完善的在線監測系統和智能診斷系統，共享專家數據庫，實現發電廠在線監測智能化，以便實現狀態檢修。

附圖4：在線監測組網實例組網示意圖

參考文獻

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1.引言

高壓開關設備是電力系統中重要的控制設備和保護設備，設備中的斷路器任務是根據電網運行的需要把電力設備和線路投入或退出運行，或者將發生故障的電力設備和線路從電網快速切除，以保證電網中無故障部分正常運行。因此，一旦高壓斷路器出現故障，就有可能造成電力系統的更大的故障，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用于金屬封閉開關設備（成套電器），受工作環境所限，基本都不具備在線監測的能力。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%。操動機構和傳動系統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測，可以及早的發現斷路器故障原因，對減少開關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上，提出了一種針對某公司生產的BPC-12/1250-31.5型永磁操動機構高壓真空斷路器機械特性在線監測裝置的設計方案，實現了對斷路器機械特性的在線監測。

2.裝置總體設計方案

2.1 設計目標

高壓斷路器機械特性可進行監測的參數較多，但受電磁環境等條件的約束，實際可以進行在線監測的參數并不太多。本文通過分析高壓斷路器各種故障的故障率，結合高壓開關出廠檢驗儀器的國標《DL/T846.3-2004高電壓測試設備通用技術條件第三部分：高壓開關綜合測試儀》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、彈跳時間、平均速度和動作時間這些特征量進行在線監測[5，6]。

2.2 總體設計方案

在線監測裝置包括傳感器、信號處理電路、CPU處理模塊和通信隔離電路組成，裝置整體結構如圖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指示器一起動作，角位移傳感器安裝在動觸頭動作的轉軸一端，傳感器安裝如圖2所示。

位移傳感器產生電阻信號的變化，經信號處理電路轉換為電壓信號，可供CPU處理器進行數據采集。分合閘指令信號和輔助觸點信號經開關量輸入電路傳送至CPU處理器，用來控制開啟CPU的AD采集以及反映開關的分合閘狀態。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的運動過程信號進行數據采集、運算之后，進行就地顯示監測參數，并通過RS485通信將監測參數上傳至上位機監控軟件。

3.裝置硬件設計

3.1 DSP處理板電路設計

DSP系統有電源電路、時鐘電路、復位電路、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系統供電，DSP需要直流3.3V和1.8V電源，，其中3.3V供給IO等外設，1.8V供給DSP內核。TMS320F2812的上電次序是外設先上電，內核后上電。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、直線位移信號調理電路和角位移信號調理電路。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，系統電源受外部干擾影響，穩壓精度稍低。在此，本文采用穩壓管TL431進行穩壓，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驅動傳動機構傳遞的運動信號，參考相關標準可知，其運動信號為低頻信號。由于工作現場環境復雜，易受外界電磁環境等干擾，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定知，斷路器機構行程為8±1mm，超程為3.0～4.5mm，動作速度

濾波器的設計應滿足，在通帶內信號有盡可能小的衰減，且濾波曲線平坦，在阻帶內將信號盡可能衰減。斷路器機械運動的最高頻率為37.5Hz，將濾波器的轉折頻率設計在保證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為：

由式（2）巴特沃斯濾波器的傳遞函數特性知，當ξ=0.707時效果較為理想，此時頻率響應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，得出此時轉折頻率取在60Hz附近可滿足要求。對濾波參數進行歸一化設計，取，二階有源巴特沃斯濾波器設計公式為[8]：

式中，、為電阻和電容的計算參數，為截止頻率，為品質因數。

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整在0～3V范圍，并對其限壓保護。信號調理電路如圖5所示。

3.3 開關量輸入電路設計

開關量輸入信號包括分合閘動作指令信號和斷路器狀態輔助觸點信號，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.裝置軟件設計

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

5.裝置測試結果分析

系統裝置的測試以BPC-12/1250-31.5型配永磁操動機構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構的懸臂上，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。

將機械特性在線監測裝置整體聯調，選用直線位移信號進行機械特性在線監測輸入信號，經過多次實驗，取其中一組典型監測參數如表1所示。

通過分析多次實驗數據分析，誤差不超過2%，可滿足機械特性在線監測的精度要求。

6.結語

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

參考文獻

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篇（10）

一、緒論

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

二、視頻監控在電力系統的研究應用

電力系統是應用信息技術較早的行業之一，信息技術在電力生產、建設、經營、管理、科研、設計等領域廣泛應用，在安全生產、節能降耗、降低成本、縮短工期、提高勞動生產率和辦公水平等方面取得了顯著成效。多年來，隨著電力生產需要，電力通信系統建立了覆蓋全國的微波、光纖、衛星、無線等多種通信網，為電力系統實時自動化系統的傳輸、監控及調度指揮作出了貢獻，為在電力系統實現遠程視頻監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、防盜、火警監控等方面的綜合管理水平，實現創一流的目標，越來越多的電力企業正在考慮建設集中式遠程圖像監控系統并研究縮短視頻監控終端停運時間。它可以對各變電站的現場進行實時監控，將變電站的各監視點，如主控制室，高壓室、設備情況、斷電器、隔離刀閘、變壓器油面位置等現場圖像通過通信網實時地傳輸到集控站或調度中心；同時可以按照多種方式進行數字錄像，保存在服務器上供事后調用。

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

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

三、影響視頻監控終端停運時間的因素

視頻監控為現代化發展的中心部分而得到了許多領域的廣泛使用。比如說，電力行業。在應用視頻監控終端的同時也要確保視頻監控終端的正常運行，不過很多因素對視頻監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不足、設備投運時間長、電源適配器位置不清、無法實現電源適配器的遠程監測、未制定定期巡檢制度、無電壓監測裝置等，這些因素都會影響視頻監控終端停運時間。

在調查和研究過程發現最直接影響視頻監控終端停運時間的因素是無電源適配器電壓監測裝置，因為視頻監控系統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。因此我們自行開發研制視頻監控終端電源適配器故障在線監測裝置。

四、電源適配器故障在線監測裝置設計

4.1設計階段

步驟一：工作原理

繪制電源適配器故障在線監測裝置工作流程圖：

電源適配器故障在線監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送到遠端運維人員電腦上。

步驟二：電路設計

根據在線監測裝置工作流程圖，繪制電源適配器故障在線監測裝置工作原理圖，如圖2所示。為了實時監測電源適配器的工作狀態，選擇將小型功率繼電器的控制回路并聯在電源適配器的低壓側，工作回路與DVR報警端口串聯。通過電源適配器工作狀態的改變，并聯在其兩端的繼電器會發出高低不同的電平，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

統計視頻監控終端使用的攝像機類型，及其電源適配器的參數，如表1所示。

查找DVR設備操作手冊，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（報警探測器應由外部電源供電）。

（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備供電時需與硬盤錄像機共地。

根據繼電器工作原理將DVR報警類型設置為常開，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測裝置進行了現場實驗。當攝像機適配器正常工作時，報警回路保持開路狀態，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測裝置在電源適配器發生故障時，能夠通過DVR和通信網將故障信號迅速傳送至遠端運維界面并報警，實現了視頻監控終端電源適配器故障快速定位。由現場長期運行的結果來看， 基于視頻監控終端電源適配器在線監測裝置的研制符合設計要求。

五、分析及結論

本文闡述了視頻監控終端電源適配器故障監測裝置的研究與應用，研究意義及目的以及當前主要的一些影響視頻監控停運時間因素。重點介紹電源適配器故障在線監測裝置研究、電源適配器的原理及其電源適配器故障在線監測裝置實驗結果。在科技迅猛發展的今天，我們有理由相信視頻監控會成為很多學者研究的熱點而且會逐漸趨于完善。目前，我們對于視頻監控終端研究過程中已經得到了很多的經驗，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控終端電源設配器在線裝置。但是，針對視頻監控技術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定性和可靠性好的視頻監控系統。日后，我們需要更好的深入研究視頻監控裝置的實時性、穩定性等方面，爭取得到最系統的，最快，最好的方法，不停地完善我們所研制的在線監測裝置的缺點。研究系統性的、識別精度率高、識別能力強的在線監測裝置。

參 考 文 獻

[1] 王斌，樓穎稚，張肖寧. 視頻監控的發展及在電力系統中的應用. 電力系統通信. 2004.

[2] 孫鳳杰，張根保，傅國，李劍俠，崔維新. 基于視頻圖像識別技術的電源及通信設備監控系統. 電力系統通信. 2004.