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电力机车概述: 电力机车本身不带原动机,靠接受接触网送来的电流作为能源,由牵引电动机驱动机车的车轮。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠等主要优点,而且不污染环境,故在铁路系统中得到迅速的发展,目前交通干线上进行客运及货运的机车基本都是电力机车,而传统的内燃型机车一般作为支线运输或备份机车进行使用。 为什么需要对电力机车进行温度检测? 电力机车内部有大量的电力设备及机械设备,如果发生过热导致设备故障将会使机车停运,严重时将引发行车事故,所以当机车完成运输任务后,均需要进行短暂的设备巡检,保证行车安全。 电力机车需要对哪些设备进行温度检测? 电力机车一般由下列部分构成:总成、车体、转向架、主变压器、网络控制、主变流器、驱动装置、牵引电机、制动系统等。因电力机车车型较多,现以韶山3型(SS3)电力机车为例,该型车内部涉及到红外热像仪检测的部件主要有:主变压器、调压开关、变流装置、牵引电动机、电子控制柜、制动电阻柜等。红外热像仪机车温度检测的优势: 红外检测具有远距离、不停电、不接触、不解体等特点,给电力机车设备状态监测提供了一种先进手段。如何能做好电力机车的检测? 电力机车在运行时是不允许进行检测的,只有在进站后会有20至30分钟的检测时间,所以我们建议: 1.检测前做好检测目标的排序,尽量做到一条路线将所有的检测点都包含在内。 2.掌握主要设备正常运行时的温度范围,这样在遇到问题点时可以快速做出判断。 3.注意安全,虽然机车停止电动机运行,但有部分用电设备依旧带电,部分设备同时还有高温(如主变压器大功率调压电阻)。 4.部分接点因断电后温度下降,若与同类接点相比有温差,就算差异不是很大,也需要关注。 5.机车内部分区域比较暗,最好请带上照明工具。
摘要:应用数字信号处理器(DSP)的特殊资源,采用DSP+AT89C51的双CPU结构,充分发挥了DSP的数据处理能力,通过对实时数据的计算和分析实现了对配电变压器的监测。 关键词:数字信号处理器 DSP 变压器 监测仪 1引言 电力变压器是具有两个或多个绕组的静止设备,为了传输电能,在同一频率下,通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电流和电压。在电力系统中变压器是一个主要的设备。随着我国经济的发展,越来越多的配电变压器投入使用,对于配电变压器的运行状况进行监测的工作量也越来越大,以往传统的离线监测方式已经不能满足要求,所以我们开发了一种便携式的配电变压器在线监测仪。 2 监测仪的总体方案设计 变压器运行的重要参数包括电压、电流、有功功率、无功功率等,还有故障时的录波数据,根据录波数据判断有无故障出现。在故障判断中我们采用了目前较为先进的小波变换技术,需要硬件中数字信号处理器的支持,相应的我们在硬件中采用了美国TI公司的带有片上A/D转换器的TMS320C240数字信号处理器,在系统功能中它主要完成数据的采集和处理(计算),系统采用DSP+AT89C51的双CPU结构,AT89C51用来完成键盘、结果显示及结果打印及与上位机通信的功能,DSP与AT89C51之间采用双口RAM(IDT7132)交换数据,系统总体方案如图1所示。图1 监测仪总体方案图 其中EEPROM采用ATMEL公司生产的AT93C46,具有三线制串行接口,操作指令集包括读、写、擦除、全部擦除、写禁止、解除写禁止及写所有地址。它还提供一个可以改变芯片内部结构的引脚ORG,当ORG接高电平时,选择16位存储器结构,对芯片的各种操作以字为单位,若接地或悬空,即选择8位存储器结构,对芯片的各种操作以字节为单位。我们将ORG接高电平,使DSP可以一次读取或写入一个字。 键盘我们选用通用键盘,包括16个键。除了10个数字键还有:确认键、取消键、选择键、打印键、开始键、复位键。我们选择8279芯片作为键盘接口芯片,它能自动完成键盘的扫描输入,能自动清除按键抖动,并实现多键同时按下的保护,减轻了单片机的软件负担。 LCD我们选择了带有接口芯片T6963C的点阵式液晶显示器,它可以直接与AT89C51连接,可以图形方式、文本方式及图形和文本合成方式显示,具有内部字符发生器,可管理64K显示缓冲区及字符发生器,允许单片机随时访问显示缓冲区。 我们预留了打印机接口和与上位机的通信接口,以备作进一步功能扩展之用。 3 DSP交流采样实时算法 根据电工原理,周期性变化的电流、电压的有效值公式: 以上两式离散化得: 功率的离散化公式为: 当采样点数时,上述运算表达式具有较高的计算精度。 监测仪除了检测电流、电压、功率这些运行参数之外,还对变压器的绝缘情况进行监测,常规的电力变压器局部放电检测方法有脉冲电流法、DGA法、超声波法、RIV法、光测法、射频检测法和化学方法等。我们在研究了各种局放检测方法后,选择了射频检测法,利用罗果夫斯基线圈从变压器中性点处测取信号,测量的信号频率可以达到3万千赫兹。 4 监测仪软件设计 其中DSP负责数据采集和处理(计算),其软件流程图如图2所示。图2 DSP程序流程图 DSP输出结果即告诉AT89C51可以取结果了,AT89C51可以将结果显示、打印或上传。 5 监测仪的抗干扰措施 监测仪的工作环境有各种各样的干扰,回影响其工作可靠性和精度,我们采取了以下抗干扰措施: (1)我们采取的抑制差模干扰的方法有对输入信号进行数字滤波,采用双绞屏蔽线。对输入信号进行数字滤波,不但可以减少差模干扰的影响,而且不增加硬件开销,可靠性高,无阻抗匹配问题。 (2)抑制共模干扰的方法有对信号的输入采用对称输入和浮地输入。 (3)对互感器的外部设有屏蔽罩,避免互感器的电磁波干扰其他模拟数字电路。 (4)在电路中加多个去耦电容。 6 结论 传统的变压器监测是离线监测,变压器在线监测是发展方向,本文所设计的监测仪是在此方向上的一个探索,相信在此基础上增加系统功能,比如利用现场总线技术组成局部网络,并将数据上传,建立变压器实时数据库和历史数据库及故障诊断专家系统是未来的发展方向,我们的工作也会在这个方向下继续。 参 考 文 献 [1] 国家技术监督局,“中华人民共和国国家标准 变压器试验方法”,1996 [2] 章云等.DSP控制器及其应用.北京:机械工业出版社.2001.8 [3] 王幸之等.单片机应用系统抗干扰技术.北京航空航天大学出版社.2000.2 [4] 吴祖航.光纤技术在电力变压器绝缘监测中的应用.高压电器.2001,37(2).32~35 作者简介: 刘增良(1959-),男,汉族,河北清苑人,副教授,研究方向为电力系统及其自动化。
固定式氨气检测仪主要由报警控制主机和氨气检测探头组成。报警控制主机有开关量输出并可选通讯接口,可以外接声光报警器或启动控制设备,也可以与上位机通讯。报警控制主机可接收检测探头的信号,当测量值达到设定的报警值时,控制主机发出声、光报警,同时输出控制信号(开关量接点输出),提示操作人员及时采取安全处理措施,或自动启动事先连接的控制设备,以保障安全生产。Jh系列报警主机适用于各种工业报警控制,壁挂式安装,安装简单、操作方便,工作状态稳定、测量精度高。固定式氨气检测仪使用时将氨气检测探头安装于需要监测的地点,可以多点监控,通过二芯屏蔽电缆接入主机,接线时按说明书或示意图中说明,按颜色对接即可。主机安装于中控室等安全场合,根据需要安装声光报警器、排风扇等设备。当氨气浓度超出预设报警点时,系统发出声光报警,同时启动排风扇等设备。 一般在设备出厂时,量程、报警点等全部参数都已经按用户要求或相关标准设置完毕,用户在固定和接线之后,即可通电测试。固定式氨气检测仪主要应用于各类石油、石化、化工生产装置区;冶金、电子电力、环保、半导体工业等存在有毒气体的场所;及其它需要检测有毒有害气体的场所。