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篇1:光纤光栅测温系统的论文
关于光纤光栅测温系统的论文
【摘 要】 相对于传统的测温系统,光纤光栅测温系统具有故障检测与维护方便、受光源功率波动的影响较小,使用寿命长、信息共享等优点,对光纤光栅测温系统进行深入研究,有助于提高火灾探测器性能,从而达到有效预防电力系统火灾的目的。
【关键词】 电力系统 光纤光栅 测温
对电力系统设备出现的过热故障进行分类,包括外部热故障和内部热故障。对于前者而言,通常是指在大电流作用下,压接不良的裸露接头出现温升现象,给设备的安全造成隐患;对于后者而言,主要是指密封在材料内部的电缆等发生长时间发热现象,造成局部温度上升。对设备内部故障进行检测可以通过其周围材料的温升检测来实现。光纤光栅传感器比传统传感器的抗电磁干扰能力更强,具有更低的损耗和更高的灵敏度,属于无源独立器件,其应用也逐渐从实验室走向实际生活,将其应用于电力系统中具有其他传感器无法比拟的优越性。
1 电力系统温度检测的现状分析
在电力系统中的送变电工区集中有大量的电气设备。当下,很多变电站已经实施了无人值守的工作状态,通过集控中心对这些变电站进行监控,通常情况下,一个集控中心所管辖的变电站多达十个。变电站中的设备长时间处于高负荷状态,常常会出现温度累计上升,最终导致热故障的现象。在这些发热现象中,有一些在萌芽状态就能及时被人们所发现并得到处理;有些无法进行停电处理;有些采用现有的测温技术无法被检测出来。当无法实现对温度的跟踪时,常常会出现设备的热故障。对出现的设备热故障以及故障点进行总结,主要有:引线接头的热故障;隔离刀闸的接触部位热故障;高压套管的接头热故障;电流互感器和电容器组上接头的热故障;封闭式开关柜内部的内铝排接头热故障等[1]。
2 电力系统温度监测方法比较
对当前的电力系统温度监测方法进行分析,包括以下几种。
2.1 电类传感器件实现电力系统温度监测
在电力系统中使用的传统温度监测方式是采用温度敏感元件实现的,如:热敏电阻等。此时需要配合使用相应的处理电路对信号进行相应的处理。其特点是可靠性低、测量精度差、需要较多的电线等。随后出现了数字温度传感器,提高了监测系统的精度和智能化程度。在水电站,这种方案得到了较好的应用。总体上来说,采用电类传感器进行温度的监测属于接触式监测,这就意味着使用的传感器与需要监测的设备有直接的接触,将温度信号转换为电信号,显示在现场仪表上。电类传感器件实现电力系统温度监测的主要优点是有成熟的技术。但最大的不足在于:得到的结果信号是以电信号的形式存在于系统中的,但电力系统营造的.是一个高电压、强磁场的环境,对电信号会有较大的干扰作用,容易造成结果信号的失真,使得监测失去效用,稳定性较差。
2.2 红外线温度监测系统实现电力系统温度监测
在红外线温度监测系统中一般包括有:非接触式红外线温度传感器、数据总线以及计算机。这类传感器能够监测高压大电流载体的温度,能够稳定运行于强电场的环境下。相比于传统式电类传感器,它的工作方式属于非接触式测量,其主要不足在于:红外测温探头的安装较为困难,在无人值守变电站中无法实现实时的在线监测。
2.3 光纤式温度监测系统实现电力系统温度监测
该系统的工作原理为:通过光纤将光纤式温度传感器连接到读数仪表上,并与监控计算机通过总线连接。光纤式传感器的体积小,感温头易于与被测物体的表面接触。该类传感器的主要优点为:受潮湿环境的影响较小,具有较高的电磁干扰能力和良好的绝缘性,不易腐蚀等。不足在于:进行多点监测时,网络结构的复杂程度增加,需要增加更多的现场读数仪表。
3 光纤光栅测温系统在电力系统中的具体应用
光纤光栅测温系统在电力系统中的具体应用总结起来包括以下一些方面。
(1)测量电力电缆表面和电缆密集区域的温度;在发电厂和变电站中,光纤光栅测温系统可用于对电缆夹层和沟道以及电缆隧道的温度进行监测,起到监护电力电缆的作用。此时,需要将测温用光纤传感器贴在电缆的表面,通过光纤光栅测温系统实时获取电缆表面温度的相关数据,连同电缆中流过的电流共同绘制出相关曲线,以此来推算出电缆中芯线的温度系数,根据电缆表面温度和芯线温度的差值得到电流与电缆表面温度之间的关系。这一关系可以为电力系统的安全运行提供参考依据。
(2)测量汽轮机内部湿蒸汽;对于系统的稳定来说,火电机组的正常运行扮演着重要角色。在汽轮机的内部,对其安全经济运行起着重要影响的因素之一是湿蒸汽。在大型凝汽式汽轮机的最后几级以及中大型汽轮机的所有级中,湿蒸汽含量都较重,这会大大降低汽轮机的工作效率,因此,对其中湿蒸汽含量进行实时测量具有重要意义。
(3)其他应用;光纤光栅测温系统在电力系统测温中的应用除上述介绍的场合以外,还包括:对大中型发电机以及变压器的温度分布进行监测;实现热动保护并及时诊断出设备故障;对火力发电厂的加热系统及蒸汽管道和输油管道进行温度测量;对地热电站以及封闭式电气设备进行温度监测等。作为一种高新技术,光纤光栅温度传感器能够实现高压电缆全线的温度监测。
4 结语
近年来,光纤光栅传感技术发展迅速,作为一种新颖的传感检测技术,光纤光栅传感技术自出现之日起就得到了广泛的关注。在国外,光纤光栅传感技术已经在航空航天、智能材料与结构以及石油等领域有了实际应用。在国内,光纤光栅传感技术的应用时间还较短,其发展也较滞后,在电力系统测温中的应用还有很多问题有待解决。光纤光栅在电力系统测温中的应用领域主要集中在电力电缆表面温度的测量、汽轮机内部湿蒸汽测量、高压开关柜隔离触头温度检测等,随着技术的不断进步,相信在不久的将来,光纤光栅测温系统在电力系统中的应用将会更加广泛和深入。
参考文献:
[1]董新永,赵春柳,宁鼎,刘志国,开桂云,董孝义.用光纤光栅的啁啾效应实现温度不敏感的弯曲传感[J].光子学报,2001(4).
篇2:ISP无线接入系统
ISP集团用户微波干线接入需求与应用分析
计算机网络通信协议为TCP/IP;
至少提供>64kbps数据通信率;
由本地路由器实现网络隔离;
建立二级网络,选择地理条件较好的用户建立第二级中心,以满足城域范围内用户接入的要求;
在二级中心可使用全向天线,实现一定覆盖范围内的点对多点通信模式,提高整个接入系统的性能价格比,
ISP集团用户微波干线接入二级网络说明
二级网络将一级星形结构分为两级,使传输系统从大区制转换为小区制带来以下好处:
* 一级中心至二级中心可采用定向点对点连接,保证通信信道的速率和可靠性;
* 可根据具体需求灵活扩充一级中至二级中心的数据吞吐量
* 二级中心一般可采用点对多点方式接入用户,节省投资
* 小区制使频率使用效率大大提高
ISP集团用户微波干线接入示意说明
* 在ISP网控中心局域网上路由器的以太网接口上连接一个有线HUB,以提供多个局域网接口,在该HUB上连接若干个无线接入点AP-10D,并各连接一个24dBi的定向天线,
* 在二级中心局域网路由器的以太网接口上也连接一个有线HUB,提供多个局域网接口,并连接一个AP-10D和一个无线网桥WB-10D,其中WB-10D连接一个24dBi的定向天线和网控中心连接,AP-10D连接一个6dBi的全向天线作为中继。
* 在用户端局域网路由器接口上连接一个无线单口适配器SA-10D和一个24dBi定向天线,由二级中心作为中继站实现用户与ISP网控中心的连接。
篇3:分布式光纤测温系统原理及传感过程
分布式光纤测温系统依据后向散射原理可以分为三种:基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里渊散射,目前发展比较成熟,且有产品应用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纤测温系统。它的传感原理主要依据的是光纤的光时域反射(OTDR)原理和光纤的后向拉曼散射温度效应。
随着我国经济的发展,电力系统正在朝着超高压、大电网、大容量、自动化的方向发展,一旦发生事故便会对国民经济造成巨大损失。如何对正在运行的电力设备进行在线监测并进行安全预测和温度变化趋势分析?如何通过实时数据对设备质量、运行环境、运行方式、设备老化、负荷不平衡等进行科学分析?这些都是电力系统中迫切需要解决的问题。传统的红外测温仪、红外成像仪、感温电缆、热电阻式测温系统等只能对电力系统的局部位置进行测温,无法为安全、经济运行、高效检修提供科学依据。而分布式光纤测温系统能够实现多点、在线的分布式测量,实现了运行设备的实时在线监测,有效地解决了长期以来现场出现的高温、燃烧、爆炸、火灾等事故应急不备的问题。在电力系统中,这种光纤测温技术在高压电力电缆、电气设备因接触不良引起的发热部位、电缆夹层、电缆通道、大型发电机定子、大型变压器、锅炉等设施的温度定点传感场合具有广泛的应用前景。
分布式光纤测温的基本原理
1.分布式光纤测温系统依据后向散射原理可以分为三种:基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里渊散射。目前发展比较成熟,且有产品应用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纤测温系统。它的传感原理主要依据的是光纤的光时域反射(OTDR)原理和光纤的后向拉曼散射温度效应。
(一)光时域反射(OTDR)原理
当激光脉冲在光纤中传输时,由于光纤中存在折射率的微观不均匀性,会产生散射。在时域里,入射光经后向散射返回到光纤入射端所需时间为t,激光脉冲在光纤中所走过的路程为2L,其中v为光在光纤中的传播速度、C为真空中的光速,n为光纤折射率。在测得时刻t时,就可求得距光源L处的距离。
(二)光纤的后向拉曼散射温度效应
当一个激光脉冲从光纤的一端射入光纤时,这个光脉冲会沿着光纤向前传播。由于光脉冲与光纤内部分子发生弹性碰撞和非弹性碰撞,故光脉冲在传播中的每一点都会产生反射,反射中有一小部分的反射光,其方向正好与入射光的方向相反(亦可称为后向),
这种后向反射光的强度与光线中的反射点的温度有一定的相关关系。反射点的温度(该点光纤所处的环境温度)越高,反射光的强度也越大。利用这个现象,若能测出后向反射光的强度,就可以计算出反射点的温度,这就是利用光纤测量温度的基本原理。
如用公式来表达:当激光脉冲在光纤中传播时与光纤分子相互作用,会发生瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射,其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动和光子相互作用发生能量交换而产生的。如果一部分光能转换成热振动,那么将发出一个比光源波长长的光,称为斯托克斯光;如果一部分热振动转换为光能,那么将发出一个比光源波长短的光,称为反斯托克斯光。根据拉曼散射理论,在自发拉曼散射条件下,两束反射光的光强与温度有关,它们的比值R(T)为:
(1)其中,和分别是斯托克斯光强和反斯托克斯光强,h为普朗克常数,k为玻尔兹曼常数,T为绝对温度。从(1)式中可以看出,R(T)仅与温度T有关。因此,我们可以借助反斯托克斯与斯托克斯光强之比来实现温度的测量。
分布式光纤测温系统的传感过程
如图1所示,分布式光纤测温系统的传感过程为:计算机控制同步脉冲发生器产生具有一定重复频率的脉冲,这个脉冲一方面调制脉冲激光器,使之产生一系列大功率光脉冲,另一方面向高速数据采集卡提供同步脉冲,进入数据采集状态。光脉冲经过波分复用器的一个端口进入到传感光纤,并在光纤中各点处产生后向散射光,返回到波分复用器中。后向散射光通过波分复用器中的薄膜干涉滤光片分别滤出斯托克斯光和反斯托克斯光,经波分复用器的另外两个端口输出,并分别进入到光电检测器(APD)和放大器中进行光电转换和放大,将信号放大到数据采集卡能够采集的范围上。最后由数据采集卡进行存储和处理,用于温度的计算。
分布式光纤测温系统在电力系统中的应用
(一)电力电缆的温度监测
在电力系统中,电缆线路起到传输高压电能的作用。电缆常常会由于长期运行而绝缘老化,会由于所处外部环境恶劣及内部高负荷电流而引起局部高温甚至火灾。因此,有必要对电缆进行实时、在线监测,及时地发现故障,将事故消除在萌芽状态。分布式光纤测温系统可以通过对电力电缆的运行状态进行在线监测,实时掌握整条线路的运行状态,有效监测电缆在不同负载下的发热状态,提高对电缆的管理水平;可以对电缆沟内的火情进行监测与报警,识别电力电缆的局部过热点,提前发现电缆故障并预警,预防事故的发生;可以优化输配电的资本,根据温度可以确定电缆的负荷变化,合理地配置负荷,扩大现有电缆的容量,增加电缆的工作寿命;可以发现电缆运行过程中的外力破坏。
篇4:系统学习心得体会
做为教学理论和教学实践的桥梁学科教学系统设计显然是一门非常重要的学科。接触它也已有三个星期,自己或多或少的对它产生了一定的了解。
学习一门理论性学科我个人认为最困难的是我们不了解这门理论是如何作用于实践之上,知识是人脑对现实社会的一个反映,是根据一些环境而做出的一些信息反映。所以要把知识建构在人脑原有的知识结构和信息认知水平之上,必须学会这门理论是如何根据一定的目的作出实践反应。当然学习是循序渐进的过程,在第一章我们学习到了教学系统设计的概念,发展过程,特点,意义,以及它的基础理论和过程模式。也复习了以前学过的学习理论等抽象概念,同是也把教学系统设计理论放置于一个大系统之中,环顾了他和教学理论,学习理论和传播理论的关系以及相互之间的作用。
说实话学习理论性知识很容易让人产生困惑,特别是这个理论和现实结合不起来。不知道它到底在说什么,面对那些肯普模式之类的流程图总感觉可有可无,看不到这个模式的作用。我认为不管是什么理论都应该是对现实中一些常识类、规律类的一些知识进行的总结,每一种理论都没有绝对的对错,都有一定的使用范围,关键是我们如何正确的认识他,运用他。在大学的课程上,基本上也没有对一样事物有很绝对正确的定义,都是给出不同时代,不同背景的专家的看法,老师再给予分析,至于对错,如何看待应该看学生自己本身的价值观。如果对这些专家的看法有自己的见解,又不确定的话,我们也可以通过网络上的资源进行自我判断和总结。
随着科学技术的发展,各式各样的理论也颇有百家争鸣的味道,对待这些理论我们如何保持一个清醒的头脑主要还是靠自己积极的去学习去建构,只有自己心中有墨水了,才能根据外界的信息特征和抽象理论进行真正的'加工,并取其精华去其糟粕。
三个多星期的时间虽还不会应用这些理论,但至少是让自己了解到了他的大概,相信自己付出努力了,这些理论终将如一盏孤邓,慢慢点亮这个世界。
篇5:系统学习心得体会
经过半学期的学习与体会,我对管理信息系统也有了小小的了解,管理信息系统是非计算机专业的一门基础课程,因此它的概念多,理论性较强。所以老师在介绍中会有意穿插介绍管理信息系统的应用以及与多学科交叉联系,来提高我们学习的积极性。对基本概念、尚在研究的理论,会先从直观意义或具体实例直观解释着手,经常举案例来让我们易于理解。课程的内容由计算机技术、网络通讯技术、信息处理技术等组成。我从中理解和认识到了MIS的重要性,当今社会正在由传统工业化社会向未来的信息化社会过渡,计算机软硬件技术、通讯技术以及信息处理技术已经为这个过渡提供了一切必要的技术基础,信息和信息系统的概念已经深入到了社会的各个行业和每个角落。
管理信息系统在这种情况下得到了高度的重视和更快的发展。随之而来就是研究与开发的起点在不断提高,现今MIS的开发和实践中遇到的许多重大问题已经表明,这些问题不仅是技术问题,而且是理论问题,至少是技术方面的理论问题。因此,无论我们今后从事理论研究,还是应用开发者是技术管理工作,都应该打下坚实的理论基础,以适应学科迅速发展和知识更新的需要。
管理信息系统包括了三大要素:系统的观点、数学的方法和计算机的应用。它不同于一般的计算机应用,而是能够利用数据预测未来,能利用信息和模型辅助企业进行决策,能实测和控制企业的行为,能够帮助企业实现其目标。所以我们在MIS的学习过程中,也需要适当了解一些知识点在MIS学科中的应用,这样可以使我们对MIS课程的认识有很大的帮助,即使将来你不一定从事技术开发类的职业,了解一些管理信息系统的理论知识也是对你百利而无一害的,只有你先了解它的具体知识,才能够更好地实践和运用。
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无线测温系统体会(整理5篇)




