基于組態(tài)王的動(dòng)力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)

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1、維普資訊http://www.cqvip.com基差酌期峨鱗庭茬繡監(jiān)測{繡王東濤，高丹(1．天津大學(xué)電氣自動(dòng)化學(xué)院，天津300072；2．河北理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制學(xué)院，河北唐山063009)摘要：動(dòng)力電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)可以防止由于動(dòng)力電纜連接頭絕緣降低導(dǎo)致過熱故障而引發(fā)的火災(zāi)。通過對電纜連接頭的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以及對電纜過熱故障特性的分析，當(dāng)電纜溫度異常時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警并通知運(yùn)行人員進(jìn)行處理。采用線性熱電偶檢測電纜接頭溫度，熱電偶信號經(jīng)『D轉(zhuǎn)換和光電隔離后，通過RS485總線輸入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，監(jiān)測系統(tǒng)通過局域網(wǎng)與MIS系統(tǒng)相連。系統(tǒng)采用組態(tài)軟件和VB高級語言分別設(shè)計(jì)了

2、人機(jī)界面和數(shù)據(jù)采集程序。該系統(tǒng)具有成本低、可靠性高和使用方便等特點(diǎn)，可應(yīng)用于電力、冶金、煤礦和港口等企業(yè)，實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力電纜接頭溫度的在線監(jiān)測。關(guān)鍵詞：動(dòng)力電纜；溫度；在線監(jiān)測；組態(tài)王中圖分類號：TMT15；TM769文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004-9649(2006)04-呻79-o40引言1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)動(dòng)力電纜是電力系統(tǒng)重要的組成部分，同時(shí)是1．1系統(tǒng)組成發(fā)電廠、變電站維持正常運(yùn)行的重要元素。電力電纜電纜接頭的溫度由電纜接頭表面安裝的熱電偶因其分布廣泛，具有易燃性和著火后的漫延性，事故檢測，熱電偶輸出的電壓信號(毫伏級)經(jīng)過放大及發(fā)生頻率高，事故后果嚴(yán)重等特點(diǎn)，已被電力部

3、門列A／D變換輸入工控機(jī)。采用A／D轉(zhuǎn)換模塊對熱電偶為25項(xiàng)重點(diǎn)防范事故之一，但目前監(jiān)測技術(shù)相對薄信號進(jìn)行處理和變換，A／D轉(zhuǎn)換模塊通過RS485總?cè)酢ｋ娎|在運(yùn)行中發(fā)生故障危害極大，輕則一條電纜線和工控機(jī)進(jìn)行通訊。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和上位機(jī)構(gòu)斷電，導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)，影響其它供電單位生成局域網(wǎng)，管理人員可以在客戶端聯(lián)網(wǎng)查詢現(xiàn)場情產(chǎn)，重則會引起敷設(shè)在其周圍的電纜燃燒，釀成重大況。系統(tǒng)組成如圖l所示?；馂?zāi)。我國近20a來，火力發(fā)電廠電纜火災(zāi)事故就1．1．1溫度檢測元件有140多例，造成直接經(jīng)濟(jì)損失200多億元。采用線性熱電偶(FlexibleThermoeoupleLine在電纜

4、運(yùn)行中電纜中間接頭的故障約占電纜故Detector)檢測電纜接頭溫度。它利用熱電偶效應(yīng)，在障的80％。引起電纜溝內(nèi)火災(zāi)的直接原因是電纜中間接頭質(zhì)量不良，壓接頭不緊，長期運(yùn)行造成電纜頭過熱燒穿絕緣。目前，普遍采用人工巡檢方法對電纜運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且所測量的溫度不夠準(zhǔn)確，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。因此實(shí)現(xiàn)電纜運(yùn)行溫度的準(zhǔn)確、快速監(jiān)測對工礦企業(yè)安全生產(chǎn)具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義，并將產(chǎn)生顯著效益。本文介紹了動(dòng)力電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)組成、工作原理和軟件設(shè)計(jì)。該監(jiān)測系統(tǒng)由485總線標(biāo)準(zhǔn)模塊、工控機(jī)組成，并與上位機(jī)構(gòu)成局域網(wǎng)，是一種成本低、可靠性高、功能強(qiáng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式。該系圖1

5、動(dòng)力電纜在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)組成統(tǒng)通過對電纜連接頭溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測，有效地防止由Fig．1Configurationofon-linepowercabletemperature于動(dòng)力電纜連接頭絕緣降低導(dǎo)致過熱而引發(fā)火災(zāi)。supervisionsystem收稿日期：2005．11—10；修回日期：2006-01-06作者簡介：王東濤(1965．)，男，河北唐山人，工學(xué)碩士，副教授，從事電力系統(tǒng)安全分析及工業(yè)計(jì)算機(jī)控制研究。E-mail：wangdongtao@eyou．tom維普資訊http://www.cqvip.com其長度所及范圍，產(chǎn)生與最高點(diǎn)溫度相對應(yīng)的毫伏導(dǎo)、對流、輻射3種

6、傳熱方式，通過電纜表面?zhèn)鬟f給信號，測量精度高，線性度好。周圍媒質(zhì)。當(dāng)電纜的溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，電纜的發(fā)熱量1．1．2A／D轉(zhuǎn)換模塊和通過表面的散熱量相等。A／D變換采用10M一4018模塊。IOM一4018是自電纜不斷發(fā)熱與不斷散熱建立了一個(gè)以時(shí)間和主開發(fā)的A／D轉(zhuǎn)換模塊，具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠空間座標(biāo)為函數(shù)的溫度場，也叫做熱場。對各相同性性高等特點(diǎn)。IOM一4018內(nèi)置微處理器可將8路熱的固態(tài)導(dǎo)熱媒質(zhì)，可以通過求解普遍熱場方程式電偶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，其內(nèi)置看門狗功能可以自(傅立葉微分方程)計(jì)算熱場的5-)-布。利用熱歐姆定動(dòng)復(fù)位；基于ASCⅡ碼的命令和底層協(xié)議，可以用律，可以

7、把一個(gè)求解二階微分方程場的問題化簡為任何支持ASCⅡ字符的高級語言編寫應(yīng)用程序。求解簡單等值熱路問題。圖2為3芯鎧裝電纜的等1．1．3RS485總線效熱路。本系統(tǒng)采用RS485總線實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換模塊與控制計(jì)算機(jī)連接。RS485總線抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離較遠(yuǎn)，適合于較為惡劣的現(xiàn)場環(huán)境。R$485總線通過RS232／RS485轉(zhuǎn)換后連接到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。IOM一4017模塊通過RS485網(wǎng)絡(luò)只需2根導(dǎo)線即可與控制主機(jī)相互通信。圖2三芯鎧裝電纜的等效熱路1．1．4局域網(wǎng)Fig．2Heatcircuitofthree-co