在线监测技术论文范文
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篇1
关键词：变电站，设备，状态检修
随着社会经济的快速发展，对电力系统的稳定经济运行提出了越来越高的要求，传统的计划停电检修已不能满足电力发展的要求，即用最低的成本，建设具有足够可靠水平的输送电能的电力网络。科技论文，设备。电气设备的状态检修势在必行。各种微电子技术、通信测控技术的发展为电气设备的状态检修提供了必要的条件。本文主要就变电站设备的状态检修结合实际工作进行一些探讨。
1 状态检修的概念
状态检修是最近几十年来发展起来的一种新的检修模式，美国工业界认为：状态检修是试图代替固定检修时间周期，根据设备状态确定的一种检修方式。而在国内则认为：状态检修是利用状态监视和诊断技术获取的设备状态和故障信息，判断设备异常，预测故障发展趋势，在故障发生前，根据设备状态决定对其检修。设备状态检修是根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。状态检修不是唯一的检修方式，企业根据设备的重要性、可控性和可维修性，需结合其他的检修方式（故障检修、定期检修、主动检修）一起，形成综合的检修方式。
相比以前的的检修体制是预防性计划检修。这种体制出的问题是：设备缺陷较多检修不足，设备状况较好的又检修过剩。也有国外的进口设备和一些合资企业产品，按设备的使用寿命运行，规定不允许检修，随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，由预防性计划检修向预知性的状态检修过渡已经成为可能。状态检修可以减少不必要的检修工作，节约工时和费用，使检修工作更加科学化。科技论文，设备。
2 变电站的状态检修
变电站一次设备的检修应从实际出发，按照“该修的修，修必修好”的原则，并且结合变电站的具体情况进行合理选取。在新建或改建项目中可以率先引入状态检修把监测和诊断设备的安装事先融入规划设计之中。由于目前设备的状态检修依据大部分为根据检修历史及当前运行的实际情况，对设备进行评估后得出的结论。我们应挥设备的在线监测功能，完善设备的监测装置，为状态检修提供充足的依据。至于那些故障率较低或非重要地区的变电站，为了预防事故的发生而全部采用价格高昂的监测诊断系统，有时从经济上考虑是不合算的，可以只针对发生故障率较高的关键部件进行监测。安装实用并且功能简单的监测诊断设备，然后在探索设备使用寿命过程中，用科学的方法先逐渐延长变电站一次设备定期检修的周期，待变电站资金宽裕时，再予以完善安装监测装置。
3 一次设备的状态检修
3.1 变压器
（1）声音异常。变压器在正常运行时发出均匀的有节律的“嗡嗡”声，如果出现其它不正常声音，均为声音异常。科技论文，设备。变压器产生声音异常的主要原因有以下几方面：当有大容量的动力设备起动时，负荷突然增大；由于变压器内部零件松动；当低压线路发生接地或短路事故时。
（2）绝缘状态检测。变压器的绝缘状态主要是对变压器的受潮和老化现象进行检测。变压器绝缘状态检测通过电气绝缘特性试验、油简化试验、绝缘纸含水量、老化试验等进行状态评估、分析。
（3）引线部分故障。引线部分故障主要有引线烧断、接线柱松动等。引线部分与接线柱连接松动，导致接触不良。引线之间焊接不牢，造成过热或开焊。如果不及时处理，将造成变压器不能正常运行或三相电压不平衡而烧坏用电设备。
3.2 断路器
断路器常见的故障有：断路器拒动、断路器误动、断路器出现异常声响和严重过热、断路器分合闸中间态、断路器着火和断路器爆炸等。由于直流电压过低、过高，合闸保险及合闸回路元件接触不良或断线，合闸接触器线圈极性接反或低电压不合格，合闸线圈层次短路，二次接线错误，操作不当，远动回路故障及蓄电池容量不足等因素，都能造成断路器拒动。由于开关本体和合闸接触器卡滞，大轴窜动或销子脱落和操动机构等出现故障，都能造成断路器拒动。
由于合闸接触器最低动作电压过低和直流系统出现瞬时过电压，造成断路器操作机构误动；由于直流系统两点或多点接地造成二次回路故障；由于互感器极性接反、变比接错，造成二次回路错接线；由于绝缘降低、两点接地，造成直流电源回路故障以及误操作或误碰操作机构，这些都会导致断路器误动。
对此的处理方法是，先投入备用断路器继续供电，然后查明误动原因，设法及时排除误动的因素，使开关恢复正常运行。
3.3 隔离开关
隔离开关常见的故障主要有以下两方面：
（1）隔离开关载流接触面过热。由于隔离开关本身的特点和设计的局限，不少载流接触面的面积裕度较小，加上活动性接触环节多，容易发生接触不良现象。因此隔离开关载流接触面过热成为较为普遍的问题，隔离开关过热部位主要集中在触头和接线座。
（2）接触不良。由于制造工艺不良或安装调试不当，使隔离开关合闸不到位，造成接线座与触头臂接触不良从而导致接线座过热。科技论文，设备。进行刀闸大修时常发现接线座与触指（触头）臂连接的紧固螺母松动现象。这种情形一般是由于制造质量不良加上现场安装时没能检查出来造成的。科技论文，设备。接线座与引线设备线夹接触不良，多数是由于安装工艺不良造成的。科技论文，设备。例如安装时没有对接触面进行足够的打磨和进行可靠的连接，铜铝接触时不采用铜铝过渡材料等。
4 结束语
就技术层面看，目前在线监测得到的数据分析和综合评判还处于初步状态，最终的结论还需要人的参与，这与在线监测的数据积累不够充足有关，在数据的融合和判据的效用方面还有许多工作要做。同时在管理上客观要求提高运行人员的素质，打破目前按一次设备、二次设备、计量和通信等专业划分的运行、检修模式，以便详细地分析所有能得到的信息资料，综合判断设备的状态。
随着我国电力体制改革的不断深入，定期检修制度已经不能完全适应形势发展的需要。因此，迫切希望能实现对变电站一次设备检修管理由“到期必修、修必修好”的方针向“应修必修、修必修好”的观念转变，对变电站一次设备实施状态检修。随着国网公司智能化变电站的建设和在线监测技术、数字化变电站的快速发展，以及我国电力体制正逐步解除管制，对变电站一次设备实现状态检修将会极大地提高电网的供电可靠性，为社会的发展提供强劲、充足的电力能源。
参考文献：
[1]黄树红李建兰发电设备状态检修与诊断方法中国电力出版社.2008
[2]江苏省电力公司电力系统继电保护原理与实用技术中国电力出版社，2006
[3]关根志，贺景亮.电气设备的绝缘在线监测与状态维修[J]中国电力，2000,33(3)
[4]陈维荣，宋永华，孙锦鑫.电力系统设备状态监测的概念及现状[J].电网技术，2000,24(11)；12-17.
篇2
关键词:化学需氧量;环境监测;综述
化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892-89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914-89)。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr)适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。
1标准法的改进
1.1消解方法的改进
为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。
1.1.1替代催化剂的研究重铬酸钾法所用的催化剂Ag2SO4价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流时间仍较长。Ce(SO4)2与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以MnSO4-Ce(SO4)2复合催化剂代替Ag2SO4[1],测定废水COD,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。
1.1.2微波消解法如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4和Ag2SO4测定COD的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。
与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[3]。专著[4]对此作了较全面的总结。
1.1.3声化学消解法尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[5]。钟爱国[6]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量,COD测定范围150mg·L-1～2000mg·L-1,标准偏差≤615%,加标回收率96%～120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min时,低频(20kHz)、适当高的声强(80W·cm-2)有利于水样的完全消化。
1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基(·OH),从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出纳米ZnO和KMnO4协同氧化体系,并据此建立了测定COD的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2Cr2O7氧化剂、纳米TiO2光催化剂测定COD[8]。通过光催化还原K2Cr2O7生成的Cr3+浓度变化,可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。
1.2测定方法的改进
1.2.1分光光度法分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质,Cr6+还原为Cr3+,英语论文利用分光光度计测定Cr6+或Cr3+来实现COD值测定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD,所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。
1.2.2电化学分析法
(1)库仑法库仑法是我国测定COD的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定,根据消耗的电量求得剩余K2Cr2O7量,从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5mg/L～1000mg/L;测量时间30min～60min,测量误差≤±5%FS;重复误差≤±3%FS,与手动分析具有很好的相关性。
(2)电解法此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基(·OH)具有很强的氧化能力,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出COD值。作者在这方面作了一些探索工作,取得了初步的结果[9,10]。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前,这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[11]。仪器测量范围从1mg/L～10000mg/L,最大可到100000mg/L,测量周期2min～6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。
(3)其他电化学分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD值的方法。Belius2tiu[13]以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势,对水样中COD值进行测定。赵亚乾[14]以一定比例的反应溶液回流10min后,冷却稀释,用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。
Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法产生强氧化剂,硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高,不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[16]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解体系中过量的Cr6+,从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[17]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力,从而测定COD。
.2.3化学发光法根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3+浓度与COD值成正比关系,以及在碱性条件下,Luminol-H2O2-Cr3+体系产生很强的化学发光的原理,文献[18,19]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。
1.2.4紫外吸收光谱法紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长),直接测定COD。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与COD有相关性,利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳(TOC)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。
2自动在线分析技术
流动分析(FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[21]提出测定COD的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。
Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱-流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的Cr6+保留在阴离子交换树脂上,Cr6+经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。
尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[23]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%～11110%,检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX-PEM-WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。
Yoon-Chang[24]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[25]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应,KMnO4还原为Mn2+并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的MnO-
4通过微型柱废弃。吸附在微型
柱上的Mn2+被洗脱出来使用H2O2发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。
基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机)、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输
参考文献:
[1]杨娅,艾仕云,李嘉庆等.用MnSO4-Ce(SO4)2协同催化快速测定COD的研究[J].重庆环境科学,2003,25(11):30-31.
[2]RamonRamon,FranciscoValero,Manueldelvalle.Rapiddeterminationofchemicaloxygendemand[J].AnalyticachimicaActa,2003,491:9-109.
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[5]AntonioCanals,M.delRemedioHernandez.Ultrasound-assistedmethodfordeterminationofchemicaloxygendemand[J].AnalyticalandBioanalyicalChemistry,2002,374(6):1132-1140
篇3
[关键词]变压器；油色谱；在线监督
中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0374-01
变压器油色谱在线监测系统是指在不影响变压器运行的条件下，对其安全运行状况进行连续或定时自动监测的系统。目前，变压器油色谱在线监测系统以其能实时监测变压器绝缘油的状态，有利于及时发现变压器潜伏性故障，早期排除变压器隐患，避免突发故障的发生等特点，而得到广泛应用。
1.什么是大型电力变压器油色谱在线监测系统
1.1 变压器油色谱在线监测系统的特点
变压器油色谱在线监测系统是建立在油气分离和气体含量检测两个方面，油气分离技术采用的是动态顶空脱气、真空脱气和渗透膜脱气等脱气方法，而与之相反的是气体含量检测技术采用的是色谱法、光谱法、气相色谱方法等光谱检测技术。渗透膜脱气法的特点是使用特殊加工的虹吸毛细膜和陶瓷膜对变压器在带点状态下连续的进行在线检测，而渗透膜脱气装置的优点就是体积小，装置简单，但也就是因为渗透膜脱气装置的简单导致渗透膜脱气装置不能够同时检测大量的气体，只能检测一种或者少量的特征气体，而且检测的精确度不高，而与渗透膜脱气法相反的是先经过动态顶空脱气、真空脱气等方法脱气，再通过色谱法、光谱法、气相色谱方法等光谱检测的循环监测方法，这种循环检测方法能够同时对大量的特征气体进行监测，而且灵敏度和准确度也相对渗透膜脱气法高，但是缺点就是体积大，装置复杂，而且成本较高，在应用时应该根据具体的情况决定采用哪种变压器油色谱在线监测系统。
1.2 变压器油色谱在线监测系统的作用
众所周知，电力变压器不仅属于电力系统中最重要和最昂贵的设备之一，而且也是导致电力系统事故最多的设备之一，因此国内外不仅要定期作以预防性试验为基础的预防性维护，而且相继都在研究以在线监测为基础的预知性维护策略，以便实时或定时在线监测与诊断潜伏性故障或缺陷。而变压器油色谱在线监测系统的作用就是监测电力变压器的运行情况，及时掌握变压器的运行状况，发现和跟踪潜伏性故障，为变压器的可靠运行提供保障。近几年来变压器油色谱在线监测系统逐渐的普及，已经逐渐成为变压器状态检测的重要监测手段。变压器油色谱在线监测系统通过安装在变压器特征部位上的各种高精度传感器或油气分离与监测器，持续的探测各种类型的特征量数据，经过专家诊断系统综合分析各类数据，准确地反映变压器的实时运行状态，实现在主变压器带电状态下连续地在线监测变压器状况。
2.变压器油色谱在线监测系统的实际运用
2.1 变压器油色谱在线监测系统运用的方向
虽然变压器油中溶解气体在线监测这一技术已经发展了几十年，但是由于我国在这方面的起步较晚，特别是对于多分组的在线监测技术尚处于一个成长期，因此，我国在变压器油色谱在线监测系统方面还有许多值得进一步研究和完善的地方，我国在变压器油色谱在线监测系统方面仍然有许多的方面有待提高，包括设备运行的稳定性和可靠性、脱气装置和传感器寿命存在一定的局限性，在线装置监测项目单一和在线监测系统故障诊断功能等方面都需要进一步的提高。
由于我国对变压器油色谱在线监测系统的研究起步较晚，因此对变压器油色谱在线监测系统的各方面都不太完善，在线设备制造商对变压器油色谱在线监测系统也不是特别的了解，以至于生产出来的设备的稳定性和可靠性非常的差，往往生产出来的监测设备都不能够长期、安全、稳定的运行，因此，在以后的发展中在线设备制造商应该将发展的重点放在保证设备在各种室外环境下能够长期、安全、稳定的运行，而不会在一些恶劣的环境下或者是由于一些不确定的因素导致在线检测设备的精确度降低，或者是无法运行的情况，保证在线监测设备精确度的稳定。
使用动态顶空脱气、真空脱气和渗透膜脱气等脱气方法的油气分离技术和使用色谱法、光谱法、气相色谱方法等光谱检测技术的气体含量检测方法是变压器油色谱在线监测系统的运作原理，但是大部分在线设备制造商生产出来的设备的脱气装置和传感器寿命存在一定的局限性，使得在线设备的发展处在了瓶颈期，因此，为了在线设备能够得到更好的发展研发的重点和方向应该放在研究免维护和性能好的脱气装置和传感器，提高脱气装置和传感器的使用寿命，减少脱气装置和传感器的损坏次数。
线性的在线装置监测项目比较单一，因此如何进行复合型的具有多项监测指标的在线检测应该是今后在线产品的发展方向。而由于变压器油色谱在线监测系统的做主要的作用就是在线监测变压器的影响情况，诊断变压器的故障和缺陷，但是现行的在线监测系统故障的诊断功能还需完善，对故障和缺陷的判断方法还比较单一，应该综合更多数据和现场运行经验，使变压器油色谱在线监测系统岁变压器故障的判断更加的智能化。
2.2 变压器油色谱在线监测系统运用要点
变压器油色谱在线监测系统包括安装在现场的主机和安装在实验室的监控工作站两个部分。在线监控工作站可以通过有线或无线的方法与主机通信，监控站可以远程查询主机的工作状态、接收分析数据、设定报警值、调整分析周期等，并可实现数据分析处理、报表打印、故障分析判断等功能，主机结构仪器采用高度集成化的模块设计，形成了统一标准，减少了仪器的体积，方便升级和维护，同时也使仪器的安装和移动变得更为方便。
所有的色谱分析流程均在色谱分析系统中完成的，色谱分析系统在电路控制系统程序指令控制下，完成油样采集、油气分离、自动进样、样品的组分分离、组分检测等一系列色谱分析流程。电路系统包括电路主板、各种供电电源模块、工控计算机模块等电路部件，对整机的电路及气路部分进行控制，对色谱分析系统检测到的组分信号进行处理、计算、传输等。通信模块在主电路的控制下完成和客户端的有线或无线通信工作，包括传输分析数据、控制指令、仪器状态数据等。
3.结语
变压器在我国供电系统中应用的越来越广泛，但是变压器的应用却存在许多的缺陷，变压器非常容易出现故障，而变压器油色谱在线监测系统的研发就是为了减少变压器出现故障的次数，虽然目前我国变压器油色谱在线监测系统的发展还不是非常的完善，但是有不足才会有进步，我相信我国变压器油色谱在线监测系统的研究将会越来越完美。
参考文献
[1] 张润时，贺建华，郑松远.发电机空气间隙在线监测技术在三峡右岸电站的应用[A].中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2008年年会暨学术交流会论文集[C].2008年.
篇4
关键词：温度传感器，湿度传感器，GSM，远程监测
1、引言
高级别的质量检测需要在高质量的环境中进行。温度和湿度是环境的重要参数，对温湿度的监测是实现优质环境的重要手段。为了避免人为干扰环境和提高效率，远程监测是一种有效的方法。目前的远程监测系统大多采用以太网络、无线数据传输模块或zigbee无线网络传输数据[ 1-6]。但是，以太网是有线传输，需布线，受地理环境影响较大；无线数据传输模块的传输误码率高，可靠性差；zigbee是专用协议无线网络，成本高，开发难，而且覆盖范围有限。本文提出一种基于GSM的温湿度远程监测系统，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地，移动监测。
2、传感器的数学模型
2.1 半导体温度传感器原理
根据PN结理论，在一定的电流模式下，PN结的正向电压与温度具有很好的线性关系。对于理想二极管，只要正向电压VF大于几个KT/q，其正向电流IF与正向电压VF和温度T之间的关系可表示为
(1)
式中IS 为二极管反向饱和电流， K 为波尔兹曼常数（1.38×10-23J/K），T 为绝对温度（K）， q为电子电荷（1.602×10-19库仑），
整理后，得
(2)
如前所述，晶体管的基极一发射极电压在其集电极电流恒定条件下，可以认为与温度呈线性关系[7]。
2.2 阻抗型高分子湿度传感器原理
阻抗型高分子湿度传感器的感湿原理如下：高分子湿敏膜吸湿后，在水分子作用下，离子相互作用减弱，迁移速度增加；同时吸附的水分子使解离的离子增多，膜电阻随湿度增加而降低，由电阻变化可测知环境湿度。阻抗型高分子湿度传感器复阻抗与空气相对湿度、材料配方和电极结构都有关系： 与我有关系
(3)
其中m为叉指对数，b为单个叉指长度，n为电化学反应电子转移数，f为法拉第常数，c*为氧化剂浓度，D为扩散系数[8]。
但由于传感器的材料配方、电极结构等方面的不同，导致各种不同的阻抗型高分子湿度传感器的特性曲线有较大差别，不能用统一的曲线来概括。
3、远程监测系统
本系统采用先进的GSM无线通信技术、配合以嵌入式解决方案和数据采集等先进技术，构建了一种基于GSM的温湿度远程监测系统。
3.1 系统组成及功能
系统分为监测中心站和远程监测终端两个部分:监测中心站主要有PC主机、GSM通信模块TC35i组成（或用户手机）；远程监测终端主要是由LPC2148ARM内核控制器、GSM通信模块TC35i、信号调理电路、人机接口和通信接口电路组成。监测中心站通过GSM网络与监测终端进行无线远程通信,实现了基于GSM的远程监测。系统结构图如图1所示。
图1 远程监控系统框图
系统实现的功能主要包括数据采集、数据传送、报警、实时控制和数据处理。远程监测终端主要负责采集温度、湿度、2项数据，根据监测中心的命令进行实时上传数据。中心对收到的采集数据进行处理，报警，实现实时监控。
3.2 温度检测电路
本系统采用AD公司生产的单片半导体集成模拟型温度传感器AD590。它具有线性度高、精度高、体积小、响应快、价格低等优点,测温范围为-55~+150℃。具有良好的互换性,非线性误差为±0.3℃。此外,AD590的抗干扰能力强,信号的传输距离可达100 m以上[9]。
流过器件AD590的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数：
(4)
式中，—流过器件(AD590)的电流，单位K
AD590的灵敏度为1μA/K,0℃时输出273μA电流,每上升1℃输出电流增加1μA ,每下降1℃输出电流减小1μA。AD590基本测温电路如图2所示。
图2 温度检测电路
3.3 湿度监测电路
系统采用CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器，其复阻抗与空气相对湿度成指数关系。其基本特性为：工作电压1V AC（50Hz ～ 2 K Hz），检测范围20%～ 90% RH，检测精度±5%，工作温度范围0℃～＋85℃，特征阻抗范围21 ～ 40.5KΩ。湿度传感器阻抗变化与温度有关，其关系见规格书中湿度阻抗特性数据表，通常先检测温度，然后按阻抗查表获得湿度值。由于直流电压可使水分子电离，加速老化，所以采用交流电压测试其阻抗[10]。
将CHR-01与555构成多谐振荡器，通过检测频率，进而获得阻抗。湿度检测电路如图3所示。
图3 湿度检测电路
低电平表达式：
高电平表达式：
输出频率表达式：
(5)
利用单片机的定时器/计数器进行频率测量，假设计时时间为T(s)，此期间计数值为N，则被测频率f=N/T
则CHR-01的阻抗为
(6)
其中R1与C的选择很关键，电容C要选择高精度电容，一是保证其充放电的能力，二是为了其电容值精确，更方便计算湿敏电阻的返回值。
3.4 GSM模块
本系统采用西门子公司工业级GSM模块TC35i进行远程数据传输。TC35i支持中英文短消息，自带异步串行通信接口，方便与PC机和单片机接口，可传输语音和数据信号，通过AT命令可实现双向传输指令和数据，波特率可达300b/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short MessageService，短消息)，电源范围为直流3.3～4.8V，电流消耗为空闲状态为25mA，发射状态平均为300mA。
3.5 微控制器LPC2148
现场监测站采用了PHILIPS公司基于ARM7 TDMI-S 内核的微控制器LPC2148作为主控制器，完成现场监测站的全局控制。论文参考网。LPC2148内嵌32KB 的片内静态RAM 和512 KB 的片内Flash 存储器，片内集ADC、DAC 转换器，实时时钟RTC，2 UART ,及USB2.0等多种接口。具有JTAG调试接口、方便在线调试，而且应用电路相对简单，开发和生产的成本低。芯片可以实现最高60 MHz 的工作频率，能够满足嵌入式系统μC/OS-II 及人性化的人机界面的要求。大容量的内存，方便了收发短消息时的数据缓冲。
4、系统的软件设计
系统采用GSM无线通信模块TC35i实现远程数据通信，TC35i通过AT命令来进行控制，采用短消息方式进行数据传输。系统软件包括现场监测站软件和监测中心站软件两部分。现场监测站软件主要完成短消息收发、PDU数据协议分析、A/D转换、串口通信及人机接口的功能，其中重点是短消息收发和PDU数据协议分析，这是解决现场监测站与监测中心站之间远程无线通信的关键。论文参考网。监测中心站的短消息收发及PDU数据协议分析与现场监测站软件流程基本相同，不再赘述。
4.1 发送短消息
发送短消息的过程:首先将短消息中心号码、对方号码、短消息内容编码成PDU格式;然后计算出短消息的长度,发送AT+CMGS=〈lenghth〉〈CR〉,〈CR〉代表回车即ASCⅡ码0x0D。等待TC35i模块返回ASCⅡ字符“〉”,则可以将PDU数据输入,PDU数据以〈Z〉作为结束符。短消息发送结束后模块返回〈CRLF〉OK〈CRLF〉。发送短消息流程图如图4所示。
图4 发送短消息流程图
4.2 接收短消息
接收短消息使用定时器进行周期性串口查询的方式。短消息到达后,计算机可以接收到指令〈CRLF〉+CMTI:“SM”,INDEX(短消息存储位置)〈CRLF〉。读取PDU数据的AT命令为AT+CMGR=INDEX〈CRLF〉,执行此命令后模块返回刚刚收到的PDU格式的短消息内容。收到PDU格式的短消息后,将这个短消息进行解码,解码出短消息发送方的手机号码、短消息发送时间、发送的短消息内容。接收短消息流程图如图5所示。论文参考网。
图5 接收短消息流程图
6、结论
为了实现质检所需的优质环境，本文研究一种基于GSM的温湿度远程监测系统。设计了以LPC2148为核心的现场监测终端系统，实现温湿度的采集，短消息收发及人机接口等功能，并通过GSM模块TC35i与监测中心站通信，接受指令并实时上传信息，实现了监测中心对现场温湿度的远程监测。实验表明，本系统传输误码率低，通信可靠，具有很好市场前景，也为高效率远程监测系统的实现提供了一种新方法。
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篇5
关键词：电力变压器；局部放电；变压器油色谱；在线监测
中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）01-0069-02
随着国民经济的发展，电力事业迅速增长，装机容量和电网规模日益增大，人们对电力系统中设备的运行可靠性的要求不断提高，在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且是导致电力系统事故最多的设备之一，它的故障可能对电力系统和用户造成重大的危害和影响。因此国内外一直把电力变压器在线检测与诊断技术作为重要的科研攻关项目，现今大多数运用的技术有局部放电法，和变压器油色V分析法等。
一、变压器在线监测研究现状
（一）变压器局部放电（PD）在线监测
1．原理：变压器故障的主要原因是绝缘损坏，在故障前有局部放电产生，且伴随下列信号：电流脉冲，电波、超声波，C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO等气体，光信号，超高频电磁波。对上述五种信号进行测量，可以确定变压器内部局部放电的严重程度。因此五种信号的监测都有人研究。在这些检测方法中，电流脉冲法是最灵敏的。但是变电站现场电信号的干扰也是比较大的，因此采用常规的电流脉冲法，很难进行测量。超声波法及油中气体分析法现场干扰较少，但超声波法灵敏度低，对于那些深藏在绝缘内部的放电往往检测不到。同时超声波信号的传播时延大多是用电流脉冲信号触发计时器来获得。在现场使用时，局部放电产生的脉冲电流信号，往往淹没于高的干扰脉冲之中而无法分辨，难以触发计时器工作，从而导致监测系统作出错误的判断。
2．方法：（1）差动平衡法：比较进入测量系统的两个信号，一个来自中性点传感器，另一个来自变压器铁芯接地传感器。当变压器内部产生局部放电信号，它在变压器中性点及铁芯接地传感器上，产生两个方向相反的电流脉冲。而当变压器外部存在干扰信号时，他在这两个传感器上产生的电流脉冲方向相同，适当选择频率，对这两个电信号进行比较，就可以对电晕干扰加以抑制。（2）超声波检测法：利用超声波传感器，在变压器外壳上检测局部放电产生的声信号。一方面当变压器内部发生局部放电时，所产生的电流脉冲信号就被检测到，另一方面分布在油箱壁上的几个超声波传感器也会检测到声波信号。但它要比电脉冲延迟某个时间，根据这个延迟时间，就能确定传感器和放电发生点之间的距离，从而确定放电点的位置。（3）电气定位法：利用超声波传播的方向和时间以及放电脉冲在绕组中的传输过程来确定放电位置的定位方法。
（二）变压器油中溶解气体（DGA）在线监测
用油中溶解气体气相色谱分析判断变压器内部故障：
1．原理：油浸电力变压器中主要绝缘材料是变压器油和绝缘油纸。这两种材料在放电和热作用下，会分解产生各种气体。而变压器内部故障都伴随着局部过热和局部放电的现象，使油或纸或油和纸分解产生C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO和CO2等气体。当故障不太严重，产气量较少时，所产生的气体大部分溶解于绝缘油中。此外，发热和放电的严重程度不同，所产生的气体种类、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。因此，对油中溶解的气体进行气相色谱分析便可发现变压器内部的发热和放电性故障。
2．方法及其发展
（1）一般采用常规气相色谱仪进行变压器油率溶解气体的定期检侧，即试验人员到变电站抽取部分脱出气体注入气相色谱仪的进样口，用气相色谱仪检测，输出结果，最后将结果与标准进行比较判断。
（2）为了克服常规油色谱分析法的繁琐而复杂的作业程序，人们研制出了油中气体自动分析装置，即将常规色谱分析仪的脱气和气体浓度检测两部分置于变压器安装现场，在技术上实现自动化分析，显然，这种油色谱自动化分析装置的功能与常规色谱分析法相仿，结构上未发生根本变革，仅是作业程序上实现了自动，从技术经济上限制了它的推广应用前景。
（3）人们不得不研究在原理结构上有所变革创新的在线监测装置。在变压器油中溶解气体在线监测装置的研究中，人们首先想到的是在油气分离上作变革，为此采用由仅使气体分子通过的高分子透气膜组成油气分离单元，从而不仅大大简化了油中气体自动分析装置的结构，而且实现了在线监测。
（4）气体检测单元上作出变革，不用复杂的色谱仪，而用气敏传感器对分离气体检测。由于气敏传感器的敏感度与所添加的贵重金属有关，工艺上还很难做到一种气敏传感器对多种气体都具有相同的敏感度，因此，人们最先研究成功的在线监测装置是监测变压器油中的氢气量。由于不论变压器内部故障种类如何，氢气是故障产生气体的主要成份之一，在线监测油中的氢气量就能判断变压器有无异常，然后通过常规色谱分析法来进一步判断故障种类和程度，因此，虽然这种只能判定有无异常而不能诊断故障种类的在线监测装置功能有限，但因其比常规色谱法进了一步而得到了广泛应用。
二、变压器在线监测研究发展趋势及研究方向
1．仪器上：发展了光学器件如分红气体分析器，红外气体分析器的特点是能测量多种气体含量。测量范围宽，灵敏度高精度高，响应快，选择性良好可靠性高，寿命长，可以实现连续分析和自动控制。红外气体分析器的工作原理基于吸光度定律（I．amhert-Beer定律），从物理特征上可以划分为不分光型、分光型、傅立叶红外（FTIR，Fourier Transform InfraRed）型以及基于微机电系统（MEMS Micro-Electro-Mechanical System）技术的微型红外气体分析器。分光型红外气体分析器是利用分光系统从光源发出的连续红外谱中分出单色光，使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。不分光型红外气体分析器（NDIR）指光源发出的连续红外谱全部通过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。由于被测气体的含量不同，吸收固定红外线的能量就不同。
2．理论工具上：模糊理论，人工神经网络，专家系统及灰色理论在DGA的分析中都有应用。
三、结语
变压器作为发变电系统中重要设备，安装在线监测系统的必要性已渐渐成为电力行业的共识，电力变压器的工作效率代表了电力部门的财政收益，变压器的在线监测提高了运行的可靠性，延缓了维护费用的投入，延长了检修周期和变压器寿命，由此带来的经济效益是非常可观的。电力设备的在线监测技术是今后的发展方向，具有广阔的前景。
参考文献
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篇6
论文关键词：电子式互感器,合并单元
1引言
数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内IED设备信息共享和互操作的现代化变电站。采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
2智能化一次设备
智能化一次设备包括电子式互感器、MU、智能终端等。未来智能变电站将增设以变压器、断路器等为重点监测对象的在线状态监测单元，通过电学、光学、化学等技术手段对一次设备状态量进行在线监测，实现设备状态信息数字化采集、网络化传输、状态综合分析及可视化展示。
监测范围与参量:
a)220kV变电站
1)监测范围：主变、GIS、避雷器；
2)监测参量：主变——油中溶解气体；220kVGIS——SF6气体密度、微水、局部放电；110kVGIS——SF6气体密度、微水；避雷器——泄漏电流、动作次数。
b）110kV及以下变电站
1)监测范围：主变、避雷器；
2)监测参量：主变——油中溶解气体；避雷器——泄漏电流、动作次数。
2.2电子式互感器
电子式互感器将一次系统的电压、电流量转化为远端模块可以直接采样的弱电量，
远端模块采样后经光纤发送给合并单元，合并单元重新组帧后遵循IEC60044-8定义的串行数据接口标准，使用光纤发送给线路保护、变压器保护、母差保护、测控装置、计量设备和故障录波等装置，根据保护、测量等装置的个数可对发送通道的数量进行扩展。
电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构成，传感模块又称远端模块,安装在高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。
合并单元（简称MU）是与电子式互感器配合使用的数据采集发送单元，并具备监控等功能。通常安装在二次侧，负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。
图1有源电子式互感器构成
3网络化二次设备
同时IEC61850标准定义了其中两种抽象模型：采样值传输（SAV）模型和通用变电站事件（GOOSE）模型。其中SAV模型应用于采样值传输及相关服务，而GOOSE模型则提供了变电站事件（如命令、告警等）快速传输的机制，可用于跳闸和故障录波启动等报文的传输。GOOSE，即GenericObjectOrientedSubstationEvent（通用面向对象的变电站事件），是IEC61850的特色之一,提供了网络通讯条件下快速信息传输和交换的手段。当发生任何状态变化时，智能电子装置将借助变化报告，高速传送二进制对象、通用面向对象变电站事件报告，该报告一般包含有：状态输入、起动和输出元件、继电器等实际和虚拟的每一个双点命令状态。GOOSE服务直接映射到网络数据链路层上，确保重要信息的优先级传递，使用广播地址进行信息的多路发送。
4需要注意的问题
4.1智能变电站下二次安措的执行
传统变电站下，执行二次安措需断开外界电压电流以及解开启动失灵等回路，涉及面广，需要查清图纸，严防漏执行或误执行。而将按照智能电网的要求，智能一次设备、各线路保护、公有保护把自身的跳闸命令、运行状态、告警信号等信息都通过GOOSE光纤传到以太网上，同时，又从以太网上获取所需的诸如电流电压等信息。所以，在进行保护校验的时候只需将数字式保护测试仪的测试位置为试验状态，安措执行起来方便快捷。
4.2测试仪的采样率设置
测试仪提供的采样点数应与被测保护一致，否则将会引起采样值的偏差。
参考文献
1 窦晓波,吴在军,胡敏强,等.IEC 61850标准下合并单元的信息模型与映射实现[J].电网技术,2006,30(2)
篇7
关键词:污染源；在线监控系统；对策；建议
中图分类号： X501文献标识码： A
为深入贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《污染源自动监测管理办法》以及《污染源自动监控设施运行管理办法》具体内容要求，加强我国国控、省控、市控重点污染源排放口的监管力度，实施污染物排放总量控制，预防污染事故的发生，提高环境管理科学化、信息化水平，针对发展过程面临的主要环保问题和工作任务，抓住环境监测最新发展要求，解决突出的环保问题，充分发挥污染源在线监控系统作用并提供技术支持是十分必要的。
1污染源在线监控系统现状
污染源在线监控系统建设工作有助于国家和地方环保部门提升环境管理水平，掌握企业污染物排放状况，为统筹污染物总量控制与总量减排提供重要的技术支撑。国家环境保护部2007年11月制定的《主要污染物总量减排监测办法》第四条明确规定：“对于安装自动监测设备的污染源以自动监测数据为依据申报化学需氧量和二氧化硫的排放量”。第六条明确规定：“国控重点污染源必须在2008年底完成污染源自动在线监测设备的安装与验收”。由此可见，污染源在线监控系统建设工作，已经成为我国环保工作的重点，污染物排放总量控制与总量减排的技术依据已由传统的手工监测转变为在线监测设备的实时监测。我国污染源在线监控系统建设起源于20世纪90年代末，以生态省建设工作为切入点，初期污染源在线监控系统建设工作主要集中在大、中型企业和污水处理厂，功能仅限于废水的监测。2004年9月，国家为提高环境管理水平，在全国范围内开展了构建污染源在线监控系统网络的建设工作，并于2005年7月，颁布了《污染源自动监控管理办法（总局令第28号）》，明确了对重点污染源自动监控系统设施进行监控的主管部门及相应职责。2007年6月，《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发［2007］号），通知中要求，在全国范围内，构建以国控重点污染源在线监控系统为工作重点的污染物排放三级立体监测体系。近10年来，政府与企业投入大量的人力和物力，从现场在线监测设备安装和监控中心建设两方面入手，不断完善硬、软件设施建设，努力提高在线监控的能力与水平，在扩大监控范围的同时，确保在线监控质量，可以说，我国污染源在线监控系统建设已具有一定规模。
2污染源在线监控系统建设存在的问题
（1）企业对污染源在线监控系统建设的重要性认识不足，后期运行缺乏保障企业污染源在线监控系统是__由国家通过立法，以法律文件的形式要求企业安装并实施运行的，污染源在线监控系统的安装往往并非出于企业自愿，而且其运行费用加大了企业环保管理成本，增加了企业负担，从而导致企业在污染源在线监控系统建设中缺乏主动性与积极性，系统安装、验收完毕后，对后期的运行与维护缺乏足够热情，同时缺少必要的资金支持，导致系统设备正常运行率较低，实际监测数据在真实性和有效性上无法满足企业环保管理需要。
（2）仪器设备的性能与安装缺乏统一标准，系统规范化运行与管理难以实现首先，国内污染源在线监测设备生产厂家较多，在线监测设备缺乏完善的选型与科学的考核验收标准，仪器的准确性判断严重滞后，仪器的校准受到制约。其次，部分企业污染源排放口建设规范化程度不高［2］，在线监测系统安装不符合《水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）》和《固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）》的相关要求，环保部门无法对污染源在线监控系统进行有效监管。
（3） 污染源在线监控系统技术评价体系滞后，比对考核过程存在一定缺陷近年来，随着我国环境监测能力不断加强，各项监测技术指标不断完善，目前已经建立一套比较完善的监测体系，但是污染源在线监控系统的运行与考核则处于刚刚起步阶段，配套的技术指标
体系建立相对滞后。如：废水在线监测设备比对监测氨氮与流量时，判别要求把相对误差定位在±15％和±5％，对于企业废水氨氮浓度较高和流量较大时，大部分在线监测比对结果很难满足判别要求，是否可建立更为科学可行的判别要求，有待进一步探索与论证［2］。
（4） 污染源在线监控系统运行与管理人员缺乏相应技术培训与考核由于缺乏相关知识、培训等，对在线监测仪器设备的工作原理、操作流程、维护与保养不熟悉，技术储备难以满足污染源在线监控系统设备日常比对监测、维护与保养、基本故障处理的技术需要。
3对策与建议
(1) 提高认识，明确污染源在线监控系统的重要地位按照《主要污染物总量减排监测办法》第四条规定，自动监测数据将作为企业污染减排的首要依据，自动监测系统将成为污染物排放总量控制的重要手段。提高企业对污染源在线监控系统重要性的认识，把系统建设工作作为企业日常工作内容之一，加强企业对污染源在线监控系统运行的监督与管理，保证系统正常运行，使之成为企业环保管理工作的有机组成部分。
(2)建立、健全污染源在线监控系统相关技术标准与规范开展污染源在线监控系统建设工作，是为了让国家和地方环保部门能够及时掌握各企业排污状况，特别是国控重点污染源排放口的排污状况，为国家与地方实施总量控制与总量减排提供技术与数据支持。依据国家相关法律和法规要求，结合目前企业污染源在线监控系统建设过程中出现的问题，应首先制定和完善污染源在线监控系统管理办法以及安装、验收、比对监测等环节的技术要求规定；制定一套适用于国内各企业的制度化、标准化、规范化的污染源在线监控体系，使各企业污染源在线监控系统的建设可以有章可循。
(3) 加强污染源在线监控技术与管理人员的培训为及时掌握国内外污染源在线监控系统的发展方向与趋势，了解先进的管理技术与管理经验，我国应较多的开展污染源在线监控系统建设、运行与管理方面的培训。定期组织多层面、全方位、多元化的污染源在线监控系统建设、运营与管理方面的人员培训与经验交流，积极推广污染源在线监控系统建设较好的例子，为完善我国的污染源在线监控系统提供智力支持。
4结束语:
污染源在线监控系统建设工作是我国根据国家关于环保工作发展要求，加强环境管理，掌握各企业生产排污状况，实施总量控制与总量减排的重要手段，是我国实现环保工作转型的重要标志。根据国内外污染源在线监控系统技术现状和发展趋势，结合目前国内污染源在线监控系统建设中发现的问题，不断提高污染源在线监控系统管理运营效能和技术水平，充分发挥其在环境预警、日常监测、节能减排和污染治理中的重要作用，具有重要的现实意义。
参考文献
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篇8
关键词：电气设备；在线检测
中图分类号：TM76 文献标识码：A
引言
在线监测系统主要由绝缘在线监测装置、避雷器绝缘在线监测装置、断路器在线监测装置组成，并涵盖变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。
电力设备在线监测系统是指在设备使用期内连续不断检查和判断设备状态，预测设备状态发展趋势的系统。系统通过工控机及系统集成软件，对各监控装置的动态参数进行集成，建立变电站设备状态综合数据库，自动生成设备状态参数报表和变化趋势曲线，对设备状态的历史参数进行“横比”缺，趋势分析和相对比较相结合，实现设备状态的初步诊断，为专家诊断系统提供开放性平台，通过网络，现设备的远程/现场状态监测、诊断和评估。
1．实施在线检测的要求:
（1）采用在线监测可以在运行中及时发现发展中的事故隐患，防患于未然。（2）逐步采用在线监测以代替停电试验，减少设备停电时间，节省试验费用。（3）对老旧设备或已知有缺陷、有隐患的设备，用在线监测随时监视其运行状况，一旦发现问题及时退出，最大限度地利用其剩余寿命。 （4）可以使停运损失降低、事故检修费用降低、 设备停电试验、 检修造成的人身和设备事故降低。(5)使得牵引变电所最终实现无人值守。
2、系统主要分为以下几个步骤：
2.1、数据采样
通常实际运行中的自动化系统已经采集了设备运行的状态量，并反映出设备运行情况，该系统先要从中获取诊断对象的状态信息，包括正常与故障的信息量。根据表征设备状态量的各种信号的不同特性而采用不同的信号采集方法，常用的采样方法有：
每次采集一个足够数据处理所需长度的信号样本；
按事前整定的周期进行采样；
利用发生随机故障时的信号突变自动采样
根据故障诊断的特殊要求采取转速跟踪采样、峰值采样等特殊采样方式；
针对不同的电力设备和任务要求其状态监测方法不同。在变压器各类故障中，最常见的就是绕组匝间短路。因而根据变压器各种机械和电气特性，采用局部放电、油中气体分析、振动分析、极化波谱、恢复电压法等方法监测其运行状态。交流旋转电机发生故障的类型不同，故趋向于结合神经网络、小波分析等监测电机的状态。断路器状态的好坏的监测主要采用跳闸轮廓法和振动监测法获得断路器的状态信息。电力电缆只有充分研究清楚各种情况下测量端捕捉到的各个地方反射过来的行波，才能提取有用的暂态信号实现电力电缆单端在线故障测距。这就需要结合先进的数字处理技术，利用小波变换技术取长补短实现故障的在线采样。
2.2、数据处理
首先将采集到的数据进行数模转换、预处理和压缩打包，再经通信路径传输到处理控制中心。通信设备现已广泛应用于电力领域，光纤传输数字信号可较好地抑制干扰，保证信号质量。数据处理中心收到通信线路传输来的状态量数据包后，利用各种不同数学方法对数据解包处理。数字信息技术和智能技术应用到电力设备监测系统的数据处理使电力设备在线监测更加实时准确。
数据处理模块都是基于DCOM技术设计的。DCOM支持多态性，允许通过一系列共用接口，采用相同的方法控制不同的对象。主框架可通过共用接口，采用相同的方法调用，不必编写针对性的特定代码。要采用共用接口描述数据处理模块，先对数据对象有一个统一的描述。PEMDS中，数据对象是根据组织形式进行抽象的，并用接口形式加以描述，如图。
数据根据其元素的维数分为1、2、3维数据等，每种数据都有描述它们的基本接口，如图1
IVectorData是描述2维数据的基本接口，IMatrixData是描述3维数据的基本接口。为消除基本接口差异的影响以便统一处理，PEMDS引入了IDataContainer接口封装基本数据接口。接口包含IDispatch类型的指针，指向不同类型的基本数据接口 ；并有附加信息用以描述数据的其它特性。引入接口屏蔽了基本数据接口的差异,但不能描述一组数据之间的关系。为此引入IPEMDSDataObject接口。该接口含有指向多个IDataContainer接口的指针，描述不同IDataContainer所包含数据之间相互关系的附加信息。
2.3、故障诊断
在线检测系统所采集的数据量很大，这就必须要有高速、可靠的采集及特征提取模块和数据传输总线，发展趋势是采用DSP技术和VXI总线技术。随着信息技术和计算机网络技术的发展，在以往单机监测诊断系统和分布式监测诊断与故障诊断系统基础上，设备远程监测与故障诊断系统的研究受到了国内外研究者的密切关注和重视。基于网络的电力关键设备远程监测与故障诊断系统是未来的发展方向。
设备状态的远程监测和网络化的跟踪。分布式系统的发展以及通信技术在电力系统的广泛应用，使设备诊断技术与计算机网络技术结合，采集设备的状态参数后可远程传送数据，远程协作诊断。
状态监测系统与其他系统联网和集成。如在分布式的监控系统中将状态监测系统与继电保护有机结合。它包括一个以远程监测和故障诊断为核心的开放式、可视化的规范的操作平台。基于网络的远程设备监测和故障诊断系统的“神经中枢”，即设备故障诊断分析软件包，是专家故障诊断层的功能核心；设备监测分析的图形化软件环境为信息集成和业务集成提供优秀直观的人机界面，它采用Labview图形化编程语言及虚拟技术，根据设备状态数据信息，按照不同用户的个性化要求，动态显示设备的运行状态以及诊断知识的表达。
随着传感器技术和信息技术的日益成熟，在智能化理论(如神经网络和专家系统) 的基础上结合信号采集、数据分析为主的计算机辅助监测和诊断技术，可预见电力设备状态监测与故障诊断将进入智能化的新时代。
故障诊断主要包括四个步骤，即信号测取、特征提取、状态诊断和状态分析。在机械故障诊断的发展过程中，人们发现最重要、也是最困难的问题之一就是故障特征信号的特征提取。从某种意义上说，特征提取可以说是当前电力设备故障诊断研究中的瓶颈问题，它直接关系到故障诊断的准确性和故障早期预报的可靠性。为了解决特征提取这个关键问题，对于电力设备故障的特殊性，诊断方法就具有一定的特殊性。随着电站发电容量的增大以及人工智能和计算机技术的迅猛发展，智能诊断方法在电力设备故障诊断中得到了广泛的应用。目前应用较多的智能诊断方法是模糊诊断方法和规则诊断方法。
2.4、数据
数据进行故障诊断之后采用基于扩充的HTTP协议数据模型，服务器端按照HTTP请求方法的不同分为若干模块，HTTP接受到请求报文后，按所请求的方法调用相应的处理模块。由于所用协议是无状态的，为了进一步提高这种方法的效率和性能，在客户端建立了缓冲机制和历史管理，这样，用户每次向前或者向后浏览，不会因同服务器端进行交互而造成性能损害。
3、在线检测技术在电气设备中的应用实例
3.1、变压器
当变压器绕组发生匝间短路，会使变压器的负载铁耗和空载损耗 均增加从而导致总损耗增加，而且对于匝间短路严重程度的不同，此增加损耗也不同，损耗会随着短路匝数的增加而增大，具体的数值依赖于短路故障的严重程度以及过渡电阻大小等因素。
如果能够检测出变压器功率损耗的变化，就基本上能够确定出变压器绕组是否正常以及故障的严重程度，这对电力变压器绕组状态监测和故障诊断提供了一个非常有效的方法，对提高变压器故障诊断的准确率非常有意义。所以可以利用变压器各侧的电压、电流量，计算出变压器的功率，进而得到其损耗的变化，同时，由于变压器在运行过程中，由于负载电流的变化而导致负载损耗的变化，为了不影响判断，可以剔除掉变压器的负载损耗中的最基本的欧姆损耗。
变压器绕组匝间故障后，其功率损耗的增大主要表现在故障相上，由于磁场耦合的关系，非故障相也应该有不同程度的增大，但是不如故障相那么明显，因此可以利用这个特点来进行变压器绕组在线监测的初步定相，即计算变压器原副方绕组的功率，利用功率差进行判断。
3.2、电力电缆
电力电缆实施线检与诊断的主要方法是直流分量法。交联聚乙 烯绝缘电缆交流充电电流中的直流分量是这种电缆存在水树的重要标志，并与电缆中的水树长度、交流击穿电压和直流泄漏电流等绝缘判据有着良好的线性对应关系。因此通过对交联聚乙烯绝缘电缆中直流分量的在线检测便能对其绝缘水树老化程度进行诊断。当直流分量小于1nA时，良好；小于100nA时须密切注意，大于100 nA时，则可判断为坏电缆。从而以此标准来对电力电缆进行在线绝缘检测。
结论
在线监测是集高电压、测试、材料、计算机和通讯为一体的综合性科学技术。它也是综合自动化技术中必不可少的重要组成部分。随着对变电所电气设备在线监测技术的认识和经验的增加，电力系统安全运行的必不可少的监测系统，它将发挥越来越重要的作用。
参考文献
［1］徐大可.监测变压器绕组变形的短路电抗在线测量技术［D］.西安交通大学博士论文，2000.
篇9
论文关键词：突发环境应急指挥，风险源，动态处理方案
1．引言
突发环境事件应急处理的目的是为了及时、合理处置可能发生的各类重大、特大环境污染事故，维护社会稳定，保障公众生命健康和财产安全，保护环境，促进社会全面、协调、可持续发展。国内突发环境事件的应急处理工作一般由当地的各级人民政府组织实施，大量的具体工作则由政府的相应行政主管部门承担，即各级环境保护局（以下简称环保局）[1]。
环保局在突发环境事件应急处理的主要任务包括：划定隔离区域突发环境应急指挥，制定处置措施，控制事件现场；进行现场调查，认定突发环境事件等级，按规定向各级政府和环保报告；查明事件原因，判明污染区域，提出处置措施，防止污染扩大；负责污染警报的设立和解除；负责对污染事故进行调查取证，立案查处，并参与对有关责任人的处理；负责突发环境事件的新闻；负责对环境恢复、生态修复提出建议措施；参与指挥急救、疏散、恢复正常秩序、安定群众情绪等方面的工作。
本论文的目的，就是以环境突发事件这一类灾变为对象，结合现代信息技术和软件工程理论，研究突发环境事件应急指挥系统的特征和运作模式，力图设计出一个基本符合现状、具有一定参考价值的突发环境应急指挥系统架构。
2．突发环境事件应急指挥系统功能分析
（1）预防
预防是进行突发环境事件应急处理的基石，其相关工作也是应急指挥系统的基础免费论文。为配合预防阶段的工作突发环境应急指挥，应急指挥系统在此阶段应具备的功能包括：涵盖重点污染源及危险源的静态隐患数据库；涵盖危险源产生、贮存、运输、销毁全过程的动态隐患数据库；基于静态隐患数据库和动态隐患数据库的事件高发区域管理功能；事件高发区域环境质量的在线监测和视频监控功能；环境模拟仿真功能；社会基础信息数据库（包含人口、建筑、道路、水系、机构等）；基础地形地貌数据（GIS方式）；气象水文数据；应急处理所需物质和装备的统一管理；一般应急事件基础知识的培训和自我学习。
（2）预警
预警意味着突发环境事件应变的启动，其工作重心是尽可能早地获取事件发生的信息，争取事件处理的主动，对预警级别进行有效管理。因此，应急指挥系统在此阶段应当具备的功能包括：12369环保热线电话以及环境保护网站的集成，拓展环境事件预警信息的来源途径；环境质量在线监测和视频监控异常情况的报警；预警此阶段的管理包括预警信息的确认、分析及初步级别判定，预警信息的初报，相应组织机构的建立及人员通知。
（3）准备
准备阶段的工作主要是在突发环境事件信息基本清晰的基础上，进行事件续报，调动各环境应急救援队伍进入现场，预警公告，进行必要的应急活动和资源调配，为下一步具体的应变工作做好充分的准备。应急指挥系统在此阶段应当具备的功能包括：预警级别的核实及预警公告的；事件情况的续报；初期应变方案的形成和实施；环境应急资源的调度和指挥。
（4）应变
应变工作是应急处理工作的核心，需要针对事件的发生情况做出正确决策和应急处置突发环境应急指挥，力争通过正确的决策，果断的执行，将突发环境事件造成的负面影响降到最低程度。应急指挥系统在此阶段应当具备的功能包括：现场处置人员的知识支持；环境应急资源的调度和指挥；突发环境事件跟踪处理；事件发展情况的信息报送和；相关部门的紧急联动；现场处置情况的远程指挥。
（5）恢复
恢复部分的工作主要是降低突发环境事件造成的负面影响，做好受灾人员的安置，开展受污染生态环境的修复，进一步加强和完善应急响应能力。应急指挥系统在此阶段的功能包括：应急事件处置情况的分析、评估；应急事件全过程的资料归档及演变分析；修复方案的管理等。
3．突发环境事件应急指挥系统框架分析
在分析了国内突发环境事件应急处理工作和突发环境事件应急指挥系统功能的基础上，本文探讨突发环境事件应急指挥系统的框架结构免费论文。如图1所示。
本系统是以环境应急事件的生命周期为主线、以环境应急事件指挥与调度为核心、以知识和经验的积累与固化为目标来构建的。主要包含应急接警、事件案例预案、会商模块、动态处置方案、空间数据库、气象数据库、应急设备库、环境专家库、风险源（危险品）库、电子沙盘、应急监测、应急通讯、污染模拟仿真、应急评估归档和其他系统接口共15个功能模块。
4．总结
通过对国内突发环境事件应急处理工作和突发环境事件应急指挥系统功能的分析研究，本文提出了基于GIS平台的突发环境事件应急指挥系统框架结构, 本系统以环境应急事件的生命周期为主线、以环境应急事件指挥与调度为核心、以知识和经验的积累与固化为目标来构建的。突发环境事件应急指挥系统建设完成后，不但能够在突发环境事件的应急指挥中发挥重要意义，它还能够对日常的环保工作起到重要的推动作用。
[参考文献]
[1]刘国庆.突发环境事件应急指挥系统的研究与设计[J]. 信息网络安全，2006.
[2]李云，刘霁.突发性环境污染事件应急联动系统的构建与研究[J]. 自动化系统，2010.
篇10
1 故障诊断技术的发展[1]
故障诊断(FD)始于(机械)设备故障诊断,其全名是状态监测与故障诊断(CMFD)。它包含两方面内容:一是对设备的运行状态进行监测;二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。故障诊断技术是一门交叉学科,融合了现代控制理论、信号处理、模式识别、最优化方法、决策论、人工智能等,为解决复杂系统的故障诊断问题提供了强有力的理论基础,同时实现了故障诊断技术的实用化;近二十年来,由于技术进步与市场需求的双重驱动,故障诊断技术得到了快速发展,已在航空航天、核反应堆、电厂、钢铁、化工等行业得到了成功应用,取得了显着的经济效益;从故障诊断技术诞生起,国际自动控制界就给予了高度重视。
以运动机械的振动检测为中心,辅助以温度、压力、位移、转速和电流等各种参数的采集,从而对钢铁冶炼中的各种大型传动设备的状态进行分析和判断,从而达到故障诊断的目的。
2 故障诊断的主要理论和方法[2-3]
1971年Beard 发表的博士论文以及Mehra和Peschon发表的论文标志着故障诊断这门交叉学科的诞生。发展至今已有30多年的发展历史,但作为一门综合性新学科——故障诊断学——还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法,这些方法各有特点,但从学科整体可归纳以下几类方法。
1) 基于系统数学模型的诊断方法:该方法以系统的数学模型为基础,以现代控制理论和现代优化方法为指导,利用Luenberger观测器 、等价空间方程、Kalman滤波器、参数模型估计与辨识等方法产生残差,然后基于某种准则或阀值对残差进行分析与评价,实现故障诊断。该方法要求与控制系统紧急结合,是实现监控、容错控制、系统修复与重构等的前提、得到了高度重视,但是这种方法过于依赖系统数学模型的精确性,对于非线性高耦合等难以建立数学模型的系统,实现起来较困难。如状态估计诊断法、参数估计诊断法、一致性检查诊断法等。
2) 基于系统输入输出信号处理的诊断方法:通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断,应用较多的有各种谱分析方法、时间序列特征提取方法、自适应信号处理方法等。这种方法不需要对象的准备模型,因此适应性强。这类诊断方法有基于小波变换的诊断方法、基于输出信号处理的诊断方法、基于时间序列特征提取的诊断方法。基于信息融合的诊断方法等。
3) 基于人工智能的诊断方法:基于建模处理和信号处理的诊断技术正发展为基于知识处理的智能诊断技术。人工智能最为控制领域最前沿的学科,在故障诊断中已得到成功的应用。对于那些没有精确数学模型或者很难建立数学模型的复杂大系统,人工智能的方法有其与生俱来的优势。基于专家系统的智能诊断技术、基于神经网络的智能诊断技术与基于模糊逻辑的诊断方法已成为解决复杂大系统故障诊断的首选方法,有很高的研究价值和应用前景。这类智能诊断方法有基于专家系统的智能诊断技术、基于神经网络的智能诊断技术、基于模糊逻辑的诊断方法、基于故障树分析的诊断方法等。
4) 其它诊断方法:其它诊断方法有模式识别诊断方法、定性模型诊断方法以及基于灰色系统理论的诊断方法等。另外还包括前述方法之间互相耦合、互补不足而形成的一些混合诊断方法。
3 钢铁行业中故障诊断技术的应用[4-6]
钢铁行业中的主要机械设备是各种传动设备和液压设备,如轧机、传送带、各种风机等。它们的工作状况决定了生产效率和钢铁冶炼的质量,对这些设备状态的在线检测,能够及时、准确的检测出生产设备的运行状况,并给出相应的操作和建议。因此建立相应的故障诊断系统对整个系统的正常运行特别重要。于是针对钢铁行业特殊的机械环境(多传动设备和液压设备),相应的故障诊断系统也必须以这些设备的特点而建立。主要原理是以运动机械的振动参量检测为中心,辅助以温度、压力、位移、转速和电流等各种参数的采集,从而对这些大型传动设备的状态进行分析和判断,再进行相应的处理。整套故障诊断系统由计算机系统、数据采集单元、检测元件、数据通讯单元以及专业开发软件组成。此系统既可单独工作,又可和DCS或PLC组成分散式故障诊断系统对所遇生产设备进行监控和故障诊断。整个系统的工作流程图如图1所示。
机械振动是普遍存在工程实际中,这种振动往往会影响其工作精度,加剧及其的磨损,加速疲劳损坏;同时由于磨损的增加和疲劳损坏的产生又会加剧机械设备的振动,形成一个恶性循环,直至设备发生故障,导致系统瘫痪、损坏。同时机械设备的工作环境也是造成机械设备发生故障主要原因之一,因此,根据对机械振动信号和工作环境温度、湿度的测量和分析,不用停机和解体方式,就可以对机械的恶劣程度和故障性质有所了解。同时根据以往经验建立相应的处理机制库,从而针对不同的故障做出相应的诊断和处理。整个处理过程如下:
1)传感器采集设备工作状态信号。如各种传动装置的振动信号、温度信号、液压装置的压力、流量和功率信号等。
2)特征信号提取。将各种传感器采集信号进行信号分类,刷选出相应的传感器信号,如振动传感器采集的文振动强度信号、压力传感器采集的压力信号等。
3)对特征信号处理。对传感器采集的特征信号进行滤波、放大等处理,提取出相应的特征信号。
4)对采集信号进行故障诊断。将提取的特征信号进行判断处理,选择相应的故障方法(如小波变换法),分析故障类型和设备状态,然后查询故障类型库,做出相应的决策。
4 结束语
建立在现代故障诊断技术上的钢铁冶炼设备故障诊断系统,可对设备的运行状态进行实时在线检测、通过对其监测信号的处理与分析,可真实地反映出设备的运行状态和松动磨损等情况的发展程度及趋势,为预防事故、科学合理安排检修提供依据,可以提高设备的利用效率,产生了很大的经济价值,对此类故障诊断系统的研究有很深远的意义。
参考文献:
[1] 沈庆根,郑水英.设备故障诊断[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2] 王仲生.智能故障诊断与容错控制[M].西安:西北工业大学出版社,2005.
[3] 李民中.状态监测与故障诊断技术在煤矿大型机械设备上的应用[J].煤矿机械,2006(03).
[4] 傅其凤,葛杏卫.基于BP神经网络的旋转机械故障诊断[J].煤矿机械,2006(04).
