电厂光纤测温预警系统设计方案书

电厂光纤测温预警系统设计方案书北京利达华信电子有限公司技术方案2目录1．概述..................................................31.1行业背景..........................................31.2设计依据..........................................41.3设计原则..........................................52、应用方案：............................................62.1厂区综合管架电缆桥架...............................62.2变压器区域........................................72.3油箱..............................................82.4输煤系统..........................................82.4系统示意图........................................93．线型光纤感温火灾探测器...............................113.1主机硬件.........................................113.2主机软件.........................................124.产品原理和参数.......................................14技术方案31．概述1.1行业背景随着我国经济的发展,电力系统正在朝着高电压、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的损失。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、高效监测提供科学依据。“线型光纤感温火灾探测系统”作为火灾探测报警的新型成熟产品，其中光纤传感系统的探测器是特种铠装光缆，通过激光信号感测和传输信息，其光纤的本质安全、绝缘和防爆特性，在发电行业的消防系统中可以得到广泛应用。由它组成的火灾报警系统，可以实时监测企业中电缆隧道、电缆廊桥、变压器、油箱、输煤系统等部分的火灾隐患监控。我公司生产的线型光纤感温火灾探测器JTW-XOM-LDDTS2K/3K/4K多个机型均通过了国家消防电子产品质量监督检验中心依据国家标准线型光纤感温火灾探测器(GB/T21197-2007)的型式检验,是符合国家标准最高要求的产品。本产品依托光纤独到的特性，在发电行业的火灾报警系统中，起到越来越多的作用，显著提高发电行业的安全生产水平。技术方案41.2设计依据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50016-98）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166-2007）《消防联动控制系统》（GB16806-2006）《智能建筑设计标准》（GB/T50314--2000）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92《过电压保护器》IEC61643《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000《线型光纤感温火灾探测器》（GB/T21197-2007）《电力安全操作规整》（变电站部分）（DL/T408-91）《消防电子产品环境实验方法及严酷等级》（GB16838）《光纤温度传感器通用规范》（SJ20832-2002）《电力系统光纤通讯运行管理规程》（DL/T547-1994）《国家电气规程》（ANSI/NFPA70）《计算机软件开发规范》（GB8566）《计算机软件产品开发文件编制指南》（GB8567）甲方提供的图纸及相关资料北京利达华信电子有限公司的产品资料技术方案51.3设计原则（1）开放性原则系统符合开放性设计原则，具备优良的可扩展性、可升级性和灵活性，对现有技术具有普适能力，可以广泛支持开放系统平台，运行于现有或即将成为标准的各种相关技术标准上。（2）兼容性原则与现有系统需要完全兼容，各个构成子系统必须紧密衔接，高度集成，构成有机的整体，同时降低系统维护的复杂性。（3）安全性原则确保配电系统的安全运行，不影响各种设备正常工作。（4）稳定性原则要保证系统的稳定性和可靠性，使系统的运行风险降至最低。（5）可管理性原则可以对系统进行集中管理和监控。（6）保护原有投资原则系统建设必须充分利用原有的资源，避免重复原有投资。（7）经济性原则在满足所有需求的前提下，选择最合适的设备及管理软件，使系统具有较好的性能价格比。技术方案62、应用方案：2.1厂区综合管架电缆桥架电缆桥架、电缆通廊是专门用来铺设各种电缆的通道，由于大量的各种电压和电流的电缆铺设在无人值守的长距离的通道中及散热比较大的区域，一旦发生火灾，很难及时发现和扑救，造成严重的损失。将“线型光纤感温火灾探测系统”的光缆，沿着被监测电缆铺设在其表面（如下图），并对电缆中间接头重点监测，自动测量其表面的温度的变化，当其温度变化速率或温度值满足报警条件时，监控室的主机部分将发出声光报警和位置指示，通知值班人员采取措施。为方便快速定位桥架内的温度异常，光纤测温主机可根据现场的桥架的分布特点，分段进行标定，如下图所示：测温光缆测温光缆技术方案7分布式光纤测温系统可提供连续动态监测信号，并可设置－30℃～85℃内任意一点为温度报警点。每个防火分区可根据需要单独设置报警温度和温度修正值。此功能主要针对配电柜和桥架内复杂的温度状况，保障每个报警分区输出的准确性和对火灾的预判性。当某点的温度在某个时刻超过报警阀值时，主机会确认此点在前段时间的温度变化情况，如满足报警要求，即确认为火警，主机发出报警。此功能可有效杜绝由于环境噪声而产生的误报。2.2变压器区域变压器用于电压转换，由于过负荷或故障等原因，可以使变压器过热，导致自燃或爆炸。将“线型光纤感温火灾探测系统”的光缆，布设在变压器的表面，使用带有强力磁铁的”U”型卡，将感温光缆固定在变压器本上。通过温度的实时监测，可以及时的发现温度异常的部位，并自动通知工作人员，做出及时的处理。测温光缆技术方案82.3油箱将“线型光纤感温火灾探测系统”的光缆，布设在油箱的表面，通过温度的实时监测，可以及时的发现温度异常的部位，并自动通知工作人员，做出及时的处理。2.4输煤系统输煤皮带上感温光缆的铺设，主要为防止由于皮带与滚轮摩擦过热,引燃皮带上传送的煤炭.为保证敢为光缆快速的响应时间,光纤铺设应在不影响皮带操作或周边其它设备运行的情况下,尽可能的接近皮带。将光纤和张紧铁丝绳用扎绑带固定于皮带下方，贴近皮带滚轮。此方案光纤更为接近发热源，一旦皮带温度过高，可立即报警。测温光缆测温光缆测温光缆技术方案92.4系统示意图DTS1DTS3集控楼电缆夹层、桥架和电缆竖井变压器(主变压器,高压厂用变压器,备用变压器)气机房电缆桥架气机油箱和油管路以及油库和油泵室锅炉房电缆桥架升压站竖井和桥架DTS2火灾自动报警控制器2km2km2km2km2km2km2km2km2km2km2km2km连接方式可选择开关量或总线工控机可通过网线与工控机组成局域网技术方案10上图为3台2公里4通道线型光纤火灾探测器(DTS)系统示意图,其中:线型光纤火灾探测器DTS1的3个通道共6公里光缆覆盖集控楼电缆夹层、桥架和电缆竖井,DTS1的1个通道负责监测所有变压器的温度。线型光纤火灾探测器DTS2的两个通道,共4公里的光缆负责监测气机房电缆桥架的温度,其余两通道分别用于监测气机房油箱油管路以及油库和油泵室。线型光纤火灾探测器DTS3的三个通道,共计6公里光缆用于监测锅炉房电缆桥架的温度情况,最后一个通道用于监测升压站内的电缆桥架。线型光纤火灾探测器可通过开关量方式提供给其他厂家火灾自动报警控制器火警信号和故障信号(线型光纤火灾探测器本身提供10组,可扩展成64组)。利达主机之间可采用RS232接口完成协议通讯，提高主机之间信息的交换量和系统的稳定性。多台光纤主机可通过网线组成局域网，CRT显示多台主机的温度信息。技术方案113．线型光纤感温火灾探测器3.1主机硬件我方提供三种不同类型的主机，分别为插箱机、立柜式主机和壁挂主机，可根据项目需要灵活选择。插箱机式分布式光纤测温主机为标准4U机型，具有嵌入式工控机，并且带有7寸触摸操作的显示屏。各主机屏幕可显示完整的报警和温度信息，完成基础的主机设置等操作。前面板具有LED功能指示功能，能够显示电源、系统运行、消音、光纤故障和高温报警等功能。同时，前面板带有独立的自检和消音按钮。在出现光纤故障、温度超标时，主机发出声音报警。如图所示。技术方案11我公司自成立以来，一直致力于ＤＴＳ产品的开发、推广和应用。目前除了在高速公路隧道有诸多业绩外，我们在其它行业，如电力、石油石化、煤炭、仓储等行业也是成绩斐然。这些成绩得益于我们系统优秀的兼容性，能够稳定的配合现场的ＩＳＣＳ、ＢＡＳ和ＦＡＳ等系统。同时也得益于光纤主机自身运行的实时性和稳定性。对于４公里主机巡检一个通道的时间大约为５秒，那么４通道主机，数据采集周期大约为２０秒。任意点报警时，最长报警反映时间不超过４０秒。另外，我们主机的主要部件，如激光发射器、关开关和恒温盒子等都采用了模块化设计，便于后期的扩展和系统的维护。ＤＴＳ单台设备平均无故障时间：MTBF20000小时。ＤＴＳ单台设备装置故障恢复时间：MTTR〈10分钟。3.2主机软件光纤主机报警时，发出声音提示和ＬＥＤ闪灯提示，报警软件显示火警的位置信息和报警温度，同时图形界面将辅助现场工作人员，给出更为直观的火灾位置提示，方便现场工作人员快速到达现场确认火情。下图为我方主机的软件界面，如图所示，曲线图显示光纤的温度曲线，最右侧的报警信息栏中，首警显示第一个火警的位置和温度，火警显示所有火警的个数，这些火警会在右下角的位置显示具体信息。黄色的部分表示光纤故障的位置。分布式测温主机在发生故障和报警的时候能发出不同的声音提示。技术方案12分布式光纤温度监测系统具备安全记录功能，可储存一年以内的历史数据；可通过调制解调器由专门工程师提供最低限度的系统远程诊断；如果光纤受损，系统可以即时定位受损点，并通过光纤熔接机熔接，便于有效的实施在线监测。主机可储存２Ｇ的报警信息，历史数据能转化为Ｗｏｒｄ文档便于下载和打印。技术方案134.产品原理和参数连续分布全光纤测温系统是基于目前世界领先的分布式光纤传感与控制技术自主研制开发的测温预警系统。其工作原理是利用光在光导纤维中传输时产生的自发喇曼（Raman）散射和光时域反射（OTDR）原理来获取空间温度分布信息的。当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时，激光在光纤中向前传播的同时，自发产生喇曼散射光波，喇曼散射光波的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变，通过获取沿光纤散射回来的背向喇曼光波，可以解调出光纤散射点的温度变化。同时，根据光纤中光波的传输速度与时间的物理关系，可以对温度信息点进行定位（OTDR）。由于背向喇曼散射光波的强度非常微弱，因此，需要采用先进的高频信号采集技术和微弱信号处理技术，经过光学滤波、光电转换、放大、模数转换后，送入信号处理器，解调出光纤各测温点的温度值；然后，将采集的温度数据传送到计算机系统进行数据处理，通过组态软件展示各测温点的温度值和变化状态。当某一被监测点的温度超过系统设定的报警予值时，自动启动报警装置通知值班人员处理。另外，通过计算机网络可以实现远程数据共享。主机和光纤的参数如下：1）光纤测温主机☆最大探测距离：2KM☆通道数：4路☆连接方式：