异常报警范文（精选6篇）
异常报警 第1篇
对于类似于变电站、恒温机房或仓库的房间里, 往往室内温度是非常重要的, 但该类房间一般都是处于无人值守的状态。若万一空调系统发生了故障, 导致室内温度超过标准值, 值班人员并不能第一时间知晓, 因此可能会带来潜在的损失和风险。
本项目提出开发一种空调异常报警远程手机监控系统, 即使在无人监管的情况下, 万一空调系统出现故障停机, 系统会第一时间用手机短信方式通知值班人员, 以确保相关人员可以在最快的时间里赶到现场来排除故障。
2 一般的恒温间监控报警方法
在以往的变电站监控中, 一般的监控方式有专人留守、定时巡检、网络平台监控这几种。
专人留守就是配置一名管理员, 专门留守来监管处理变电站的各种情况。
不过一般变电站不会经常出现状况, 所以很多企业会采用定时巡检的方式来管理。派一名维修或监管人员, 每隔几小时到变电站来巡查下情况, 记录下空调温度、运行情况等, 这种方式虽然操作简单, 但万一变电站突发情况, 巡检人员并没有及时在场检查, 往往就会造成维修上的延误。
还有种就是若变电站离维修间比较远的话, 很多企业还会采用网络平台监控的方式来管理各个变电站的, 但这也需要在监控室里至少配置一名操作人员在线留守, 以此会增加企业对人员配置的数量。
除了人员配置上的要求外, 企业在硬件上还要做相当的投入。在变电站的空调系统上安装好对应的传感器后, 施工人员还要现场布线, 将通讯线或者网线接入到监控室中。如此在施工上必须要投入相当的时间和精力来实行。
即使采用无线WIFI的方式, 也必须在WIFI范围能够覆盖的区域内才能实现操作。
对维修人员而言, 若监控和维修不是同一人的话, 如果监控人员第一时间发现异常情况, 应该要及时通知维修人员;如果监控人员因某些情况在报警通知上出现了延迟, 维修人员没有得到第一时间响应的话, 就会耽误变电站空调系统的及时维修, 以此可能会造成企业额外的损失。
所以我们可以看到, 一般的变电站监控报警方法, 在硬件和软件上都受到了相当局限性, 因此势必需要开发一种全新的报警方式, 无论在硬件还是软件上, 都必须进行优化和改进。
3 空调异常报警远程手机监控系统介绍
3.1 应用优势
对维修人员来说, 发生故障后, 能够在第一时间得到消息, 并赶到现场及时排除故障才是最重要的。
在变电站里, 正常情况下空调系统是不会发生异常的。维修人员并没有必要实时的去检查或常驻监控室。
但是变电站又是比较重要的地方, 万一空调系统发生异常情况, 维修人员没有及时得知去处理的话, 有可能会带来额外的损失。
我们研制了一套全新的报警系统, 报警方式是采用手机短信作为工具, 若现场的空调系统发生异常了, 传感器会马上监测到, 并且第一时间立即通过短信方式向维修人员发送报警短信。
这样对于相关维修人员来说, 在时间上也提升了很大的自由度, 不必实时去监控着变电站, 只需将手机带在身边, 无论早晚, 若变电站中的空调发生异常而报警了, 都能及时收到通知去处理。
而且该装置还做了进一步的优化, 若第一条报警短信发出之后, 在装置系统内设的规定时间内, 维修人员若没有到现场来维修处理, 复位装置上的报警, 该装置就会向维修人员发出第二条报警短信继续提醒, 防止维修人员因疏忽而没有注意到手机短信。
3.2 技术原理
本系统的主体装置适于安装在空调机组旁边, 其包括:壳体;安装在所述壳体内的微处理器;与微处理器通信连接的GPRS模块, 用于对手机进行短信发送;与微处理器通信连接的电性能传感器系统, 用于对空调的电流状态进行监控并实时反馈给微处理器;与微处理器通信连接的温度传感器系统, 用于对空调周边的温度状态进行监控并实时反馈给微处理器;
本系统, 其终端设备为手机。是基于GPRS通讯系统, 其中所述微处理器与终端设备通过GSM/GPRS服务网络连接, 所述终端设备能接收所述微处理器传输的短信信息。
该装置工作的系统框图如图5 所示。
该装置还配有一套人机界面显示屏, 是人与系统之间传递、交换信息的媒介和对话接口, 是该系统的重要组成部分。
该人机界面的液晶屏被用作显示器, 然后液晶屏下方设计有多个功能按键, 通过功能按钮的输入, 可以实现用户与系统之间的交互。
交互是人与机- 环境作用关系/ 状况的一种描述。界面是人与机- 环境发生交互关系的具体表达形式。交互是实现信息传达的情境刻画, 而界面是实现交互的手段。在交互设计子系统中, 交互是内容/ 灵魂, 界面是形式/肉体;然而在大的产品设计系统中, 交互和界面, 都只是解决人机关系的一种手段, 不是最终目的, 其最终目的是解决和满足人的需求。
有了该人机界面, 操作人员就可以对该系统内的相关参数信息进行设置了。主要设置界面如图7所示。
3.3 具体实施方式
参看装置实样图8, 本系统为一种空调异常报警远程手机监控系统。
该装置可安装空调旁或房间空闲处, 其包括:壳体;安装在所述壳体内的微处理器;与微处理器通信连接的GPRS模块;与微处理器通信连接的电性能传感器系统。
将空调的电源插头插在该装置的中转插座上, 通过中转插座内部的电流互感器, 可以监测到空调电源线上的电流, 将采集到的电流输入电流监控仪, 然后电流监控仪会将电流信号转换成0-10V的模拟信号反馈到模拟量采集模块1 上。
在空调的出风口处, 将温度传感器固定在旁边, 空调在运行时, 实时出风的温度都能被温度传感器所采集, 将采集到的信号输入温度监控仪, 然后温度监控仪会将温度信号转换成0-10V的模拟信号反馈到模拟量采集模块2 上。
模拟量采集模块、智能控制模块、通讯模块都是通过RS485 通讯连接来实现数据的交互, 最后由通讯模块发送GPRS信号来向终端手机进行信息反馈。
作为终端设备的手机可通过GSM/GPRS服务网络与微处理器通信连接。该手机能接收微处理器发送过来的短信信息, 以获得空调装置的异常报警信息。
4 结语
煤矿瓦斯异常数据报警方法应用研究 第2篇
在一些煤矿,不按规定使用安全监控系统并导致重大事故的情况时有发生,主要是采煤工作面瓦斯传感器不按规定要求使用[1]。2012年9月,国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局发布的《安监总煤调[2012]115号》通报了发生在四川、吉林和江西的3起煤矿瓦斯爆炸事故。这3起事故都和煤矿安全监控系统的瓦斯传感器不正常使用有关。一起是瓦斯传感器没有安装在采煤工作面而是放在进风巷中,一起是瓦斯传感器探头损坏而没有及时更换,还有一起是没有在巷道中按规定设置瓦斯传感器。
煤矿安全监管部门对这些逃避监管的不良行为不能及时发现,原因是目前的煤矿安全监控系统只对瓦斯传感器测量到超限的情况进行报警,却不能发现瓦斯传感器探头失效和不按规定放置的情况。针对这种情况,参考文献[2]提出了一种新的采煤工作面瓦斯监测数据异常报警方法,该方法的原理是对《煤矿安全规程》中规定的应在采煤工作面布置的上下游处2个瓦斯传感器(分别布置在靠近采煤工作面和靠近回风巷处)建立了3种关联模型:① 基于极差值的关联模型;② 基于最小值的关联模型;③ 基于相关系数的关联模型。如果2个传感器工作均正常,则符合这3种关联模型,系统不报警。如果靠近采煤工作面的瓦斯传感器损坏或不按规定放置,则不符合基于极差值的关联模型,系统报警;如果靠近回风巷的瓦斯传感器损坏或不按规定放置,则不符合基于最小值的关联模型,系统报警;如果2个瓦斯传感器都损坏或都不按规定放置,则不符合基于相关性的关联模型,系统报警。所以通过在目前的煤矿安全监控系统中增加基于关联模型的报警模块,就能发现采煤工作面瓦斯传感器探头失效和不按规定放置的情况,弥补目前煤矿安全监控系统的不足。但是,3种关联模型要在实际中应用,还需要解决以下问题:① 以上3种关联模型中,都要将上游处传感器测量值平移一定时间后再与下游处传感器测量值进行比较,该时间理论上为同一瓦斯气团流经2个传感器的时间差,应该如何确定。② 瓦斯传感器本身的误差对关联模型的影响应该如何有效消除。③ 关联模型的准确率如何。本文对此进行了研究,解决了基于关联模型的煤矿瓦斯异常数据报警方法在应用中的几个关键问题。
1 瓦斯气团在2个传感器间移动时间的确定
可以把从煤壁或采空区中进入巷道的瓦斯看作是由一个个头尾相连的瓦斯气团组成的。瓦斯气团从上游的采煤工作面处传感器移动到下游的回风巷处传感器需要一定的时间,所以用关联模型进行数据对比和计算时应考虑数据的时间滞后[2]。一般认为,巷道中瓦斯气团的运动速度应该基本等于巷道中的平均风速[3,4],或者考虑到瓦斯传感器一般放置在巷道顶部,应该基本等于2个传感器探头位置的平均风速。可是经过对数据的认真比对和现场的实地测量后发现,巷道中瓦斯气团的移动速度不仅远远小于巷道中的平均风速,甚至也远小于瓦斯探头处位置的平均风速。笔者针对瓦斯气团移动速度在现场做了一些统计,结果见表1。
由表1可看出,即便是用探头处平均风速来计算瓦斯气团流经2个传感器的时间,也远远小于监测数据观察所得到的时间值。用传感器间距离除以平均风速计算得到的时间值约为观察数据得出的时间值的35%～50%。对于这一现象尚没有权威的解释,本文分析原因认为,瓦斯气团在随风流运动的同时还在进行着扩散运动。扩散运动的方向是从瓦斯体积分数高的位置到瓦斯体积分数较低的位置。而根据分析和实测结果,煤矿巷道中上游处瓦斯最小体积分数小于下游处瓦斯最小体积分数[2],所以瓦斯的扩散方向应该是从下游往上游,即瓦斯扩散运动方向和风流运动方向相反。这种瓦斯逆风流扩散现象在全真模拟实验中也发现过[5]。因此,笔者认为,瓦斯扩散运动可能是导致瓦斯气团在巷道中的运动速度远小于平均风速的主要原因。
确定采煤工作面2个瓦斯传感器之间数据的延滞时间不能通过风流平均速度和上下游处传感器间的距离计算。由于扩散运动的情况比较复杂,目前还不具备通过计算得出延滞时间的条件。所以采用了观察2个传感器之间数据的波动得到延滞时间的方法。
以庇山矿11060工作面为例,该工作面和回风巷处传感器瓦斯数据的变化曲线如图1所示。从图1中波峰和波谷对应关系明显的一段曲线可以看出,2组瓦斯测量数据的时间滞后,该工作面2个传感器之间数据的平均滞后时间在10 min左右。
在关联模型现场应用中,对延迟时间的计算都采用了这种人为观察的方法来处理,均取得了令人满意的结果。
2 传感器误差对关联模型的影响
传感器本身是有测量误差的。对于单个传感器误差,AQ 62062006和AQ 62112008分别给出了煤矿用高低浓度甲烷传感器及煤矿用非色散红外甲烷传感器的测量误差[6,7,8],见表2。
根据瓦斯传感器的特性,这种误差在使用中的表现是每个传感器的个体差异和一段时间内漂移产生的误差,而不是在很短的测量周期内产生的随机误差。所以这种误差对于3种关联模型的影响是不同的。对于相关系数模型和极差值模型,起作用的是相对变化值,传感器的这种误差对模型没有什么影响。但对于最小值模型,起作用的是测量值。在考虑了传感器的误差后,基于最小值的关联模型应修正为“采煤工作面处瓦斯传感器的最小值和回风巷处瓦斯传感器的最小值之差应小于两传感器的误差和”。如果按照瓦斯传感器行业标准允许的误差范围来考虑,单个传感器的误差都在±0.10或±0.06。当2个传感器的误差达到相反方向的最大值时,即便是按照误差±0.06来考虑,“两传感器的误差和”也可能达到0.12。但这种极端情况在实际中未必都会出现,如果每个采煤工作面都按0.12的误差范围做修正,虽然可以避免传感器误差所造成的误报警情况,但会对报警灵敏度有较大的影响。
本文提出一种数理统计的方法来确定“两传感器的误差和”:选择已确定为正常的2个传感器13 d数据,统计2个传感器间实际发生的差值,以该差值分布的以均值为中心97%概率区间的上限值作为“两传感器的误差和”。
以山西潞安集团余吾煤矿的S1202采煤工作面为例,选择2012年2月10日至2月12日3 d的数据,如图2所示。
首先对2个传感器的最小值之差的分布情况用Minitab工具软件来处理[9],拟合正态分布概率如图3所示。
从图3可看出,数据基本落在正态分布95%置信区间内,且P>0.05,可认为符合正态分布。由Minitab给出的正态分布的拟合结果:均值为-0.050 64 ,标准差为0.016 58。该正态分布以均值为中心的97%概率区间为(-0.086 5,-0.014 7)[10],如图4所示。取区间上限(保留到百分位,对应瓦斯传感器的分辨率)-0.01作为“两传感器的误差和”。
如果不采用以上方法,最小值关联模型判定值至少应该为0.12。显然采用数理统计的方法大大提高了判别灵敏度。而且该方法可以做成自动模式,定期或标定后自动进行“两传感器的误差和”计算,从而自动适应传感器长时间漂移和标定后造成的误差变化。
虽然上述传感器误差不会对极差值模型造成影响,但在采煤工作面不采煤时段,极差值会变得很小。在对2个很接近的测量数据进行比较时,传感器的量化误差和随机误差会成为主要因素。为了防止这种误差对模型的影响,也可以采用与上述类似的统计方法来确定模型报警限值。这时基于极差值的关联模型应修正为“采煤工作面处瓦斯传感器的极差值和回风巷处瓦斯传感器的极差值之差应大于某限值”。该限值应取工作面处传感器极差值和回风巷处传感器极差值的差值分布的以均值为中心的97%概率区间的下限值。
3 基于关联模型报警方法的准确率分析
基于关联模型报警方法的准确率取决于关联模型的准确率。基于相关系数的关联模型只有在采煤工作面的瓦斯涌出量占巷道中瓦斯的主要部分时才成立。在现场试验中以8 h的数据窗口计算相关系数,统计了多个采煤工作面的数据,发现上游处传感器测量值和下游处传感器测量值之间的相关系数随采煤工作面作业与否呈波动关系。采煤工作面作业时段,相关系数大于0.4。如果整个作业班工作时段内相关系数都小于0.4,则认为传感器不是实际安装在采煤工作面,或者至少有1个传感器已经失效。
图5为庇山矿12-11000采煤工作面2011年8月16日至8月19日4 d内的8 h数据窗口的相关系数变化曲线。
图6为余吾煤矿S1202采煤工作面2012年2月11日至2月14日4 d的8 h数据窗口的相关系数变化曲线。
从图5和图6可看出,余吾煤矿的采煤作业强度较高,这和实际情况是完全符合的,因为余吾煤矿1 d只有2 h检修,其余时间都在采煤作业,所以该矿采煤工作面的瓦斯测量数据相关系数持续维持较高值。
基于最小值和极差值的关联模型与采煤工作面是否进行作业关系不大。分别对庇山矿和余吾煤矿各1个采煤工作面和掘进工作面的数据进行了分析。
在庇山矿,选取了12-11000采煤工作面和西翼泄水巷掘进工作面2011年8月14日至8月23日共10 d的数据进行分析。具体结果:
(1) 对于12-11000采煤工作面,关于极差值模型,10 d共有2 880个极差值数据,其中符合模型的数据为2 830个,数据的符合率为98.26%,且没有连续3个点不符合的情况;关于最小值模型,10 d共有2 880个最小值数据,其中符合模型的数据为2 730个,数据的符合率为94.79%,且没有连续5个点不符合的情况。
(2) 对于西翼泄水巷掘进工作面,关于极差值模型,10 d共有2 880个极差值数据,其中符合模型的数据为2 800个,数据的符合率为97.22%,且没有连续3个点不符合的情况;关于最小值模型,10 d共有2 880个最小值数据,其中符合模型的数据为2 780个,数据的符合率为96.52%,且没有连续5个点不符合的情况。
在余吾煤矿,选取了S1202采煤工作面和S1206掘进工作面2012年2月13日至2月27日共15 d的数据进行分析。具体结果:
(1) 对于S1202采煤工作面,关于极差值模型,15 d共有4 320个极差值数据,其中符合模型的数据为4 250个,数据的符合率为98.38%,且没有连续3个点不符合的情况;关于最小值模型,15 d共有4 320个最小值数据,其中符合模型的数据为4 180个,数据的符合率为96.76%,且没有连续3个点不符合的情况。
(2) 对于S1206掘进工作面,关于极差值模型,15 d共有4 320个极差值数据,其中符合模型的数据为4 165个,数据的符合率为96.41%,且没有连续3个点不符合的情况;关于最小值模型,15 d共有4 320个最小值数据,其中符合模型的数据为4 120个,数据的符合率为95.37%,且没有连续3个点不符合的情况。
以上数据说明,基于关联模型的报警方法具有很高的准确率(94%以上),只要采取一定的抗干扰措施(连续出现35个点不符合才报警),准确率可以达到100%。
4 结语
对煤矿安全监控系统基于关联模型的煤矿瓦斯异常数据报警方法在现场应用过程中的相关问题进行了分析研究,主要包括以下几点:
(1) 对瓦斯在上下游处传感器间移动的时间进行了研究,发现了巷道中瓦斯气团的运动速度低于平均风速的现象并对这一现象进行了初步解释,指出不能通过平均风速与传感器间距离来计算延迟时间,而应通过对上下游处传感器数值曲线波峰和波谷等特征的比对,人为观察得到延迟时间。
(2) 对传感器本身的误差对关联模型的影响进行了分析,特别是对最小值模型的应用中必须考虑到上下游处2个传感器所造成的误差,提出了选择13 d确定无异常的数据,经过分布拟合后采用以均值为中心的97%概率区间上限作为判别修正值 的方法。
(3) 结合现场数据,对3种关联模型的准确率进行了分析,证明了基于关联模型的煤矿瓦斯异常数据报警方法完全可以在实际中有效应用。
摘要：对基于极差值、最小值、相关系数3种关联模型的煤矿瓦斯异常数据报警方法在应用中存在的2个传感器之间数据的延滞时间如何确定、传感器误差的影响、报警的准确率等问题进行了详细分析,提出应采用数据曲线比较法而不是距离风速计算法来确定延滞时间,同时发现巷道中瓦斯气团的运动速度低于风速的现象并对这一现象进行了初步解释;提出采用数理统计法消除传感器误差影响的方法;结合现场数据,对3种关联模型的准确率进行了验证,结果表明该报警方法完全可以在实际中有效应用。
关键词：煤矿安全监控,瓦斯传感器,报警方法,瓦斯扩散,数据异常,传感器误差,报警准确率,关联模型
参考文献
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[9]马逢时,周暐,刘传冰.六西格玛管理统计指南——MINITAB使用指导[M].北京:中国人民大学出版社,2007.
好简易大地磁场异常远程报警器 第3篇
地震预报是世界性难题,全球科学家还没有找到解决好办法,大量的观测与研究表明,因存在着许多人为电磁干扰因素,目前检测手段较难识别它们,而且当前科学研究水平还没有达到完全能够从观测结果确定震前电磁异常信号来源的能力,我们设计的电结合磁预报方法取自多种异常信号源的几种,只能是多种震前电磁异常现象观察之一。相信随着实验进展和科学技术手段发展进步,今后观测方法必将得到进一步的改善。
1 理论基础
地球内部构造一般分成地壳层、地幔层、外核层和内核层。地壳主要为硅、铝氧化物和硅、镁氧化物等,地幔层主要为铁、镁硅酸盐和铁的氧化物和硫化物,外地核层和内地核层主要为铁其余为镍金属,外地层呈液态,内地层呈固态。从地壳层到内地核层,温度越来越高,压力也越来越大。地球磁场主要产生在液态金属的外地核层。地球磁场,即把地球视为一个磁偶极子,其中位于地理北极附近和位于地理南极附近,这两极所产生的球体磁场。
2 磁场异常检测
普通指南针在梦溪笔谈节选中记载大概意思是:掌握技术的行家用磁石磨针使其变得锋利(即磁化),就可以指向南方,然而指向常常略微偏东,不全是正南方,(把针放在)水上常摇摆不定。放手指(甲上)或碗的边缘也都可以,运转速度很快,但(这些表面)坚硬光滑,容易滑落掉下,不像悬挂最好。这个方法是取新产的丝绵中单独的缕茧丝,用芥菜种子大小的蜡块粘好,系在针的中间(位置),在没有风的地方悬挂,指针就常常指向南方。其中有的针指向北方。我家指南、指北的针都有,磁石指向南方,好像柏树的树枝指向西方一样。当时无法探究它的原理。多次实验证明地震前普通指南针的状态跟地震级别有如下的关系:2级以下的地震,指南针测不到。偶尔有点反应,假如把指南针的南极转向北,它便一直指向北,一动也不动;5级以下的地震,指南针的南极就不停地摆动,没有确定的指向;5级以上的地震,指南针就不停地转圈,也没有确定的指向。我们设计的传感器就使用光电效应自动测定这三种状态并利用GSM远程报警。
3 电池使用时间计算
普通一次电池的容量测试条件一般是采用定阻间歇放电(每周放7天,每天24*20秒)形式。一般干电池的额定容量大约是:一号电池2.5Ah;二号电池1.5Ah;五号电池500mAh;7号电池200mAh。高功率电池、高容量电池、各生产厂家的电池容量也有不相同,比如碱性电池的容量是普通电池的4倍左右。四个干电池串联,放电的容量不变;只是电压提高了四倍,输出的能量增加四倍。低能耗电磁蜘蛛网,平时没有放电,工作时在50mA下工作20秒。假如以一号电池2.5Ah为例:2.5Ah*1000mA/50mA*60分钟*60秒/20秒/24小时=375天,至少可以使用一年多半月。假如以五号电池工作时在50mmA下500mAh为例:0.5Ah*1000mA/50mA*60分钟*60秒/10秒/24小时=150天,至少可以使用5个月。二号电池1.5Ah,至少可以使用1年。
4 单片机硬件选择与软件设计
简单的硬件电路与延时软件用于发射电路、接收电路、接力电路及主机电路的时间控制,图3是硬件电路:单片机电路工作原理是当近距离电磁场(电磁场发射由30米30Mhz,磁场传感器由两路指南针一路电子磁场异常传感器组成)异常时都会及时触发电路工作,电磁波感应器每小时开通一次,主电路一般会等待30～60秒接收电磁波信号,磁场传感器则每分针开通5秒,遇到异常就进入判断程序,假如电场磁场均出现异常就开启GSM远程报警,以短信形式告知主号手机,告知异常属于电场还是磁场性质,异常的纬度和经度。
延时电路软件场异常电磁蜘蛛网能做到这一点,这种电磁异常对5级以上地震,能提前几天能检测出异常,震级较小地震出现异常会提前几个小时出现异常。利用现有的GSM开关装置,可以分别在接收主机端接收信号,长距离跨国预报电磁异常,我们设计的GSM开关可以在一次充电后电磁异常报警100次以上,多个电磁蜘蛛网组成群还也可以分析地震震中位置。该装置具有成本低,功耗低放置室外设备(四节1#电池可使用一年以上)。利用空间磁场变化设计的地震临震预报器,该磁场参数测量是不必要的进入地球内部,技术上容易实
5 小结
如果有特殊的地震预测装置在几小时前的地震报警再好不过,这次设计的磁现,已经制成的地震预报器由普通指南针与电子指南针共同组成结合30MHz发射、接收机电路组成。麦克斯韦方程组能展示临震动力学方程、一般说来对于地球这样一个复杂的巨系统,要建立精确动力学方程基本是无法实现的。而利用空间磁场、电场变化而设计制成的实用电磁蜘蛛网预测控制系统则是很简单的。
摘要：地震前大地出现电磁场异常现象已经由许多国内外观察实例证实,在地震多发地区放置多组磁场异常(由电子指南针和普通指南针组成)及专用无线发射模块(频率由30Mhz)(距离由30米),以及延长装置(频率由31 5Mhz)(距离由1000米),就可以在相当宽广范围内感应到大地异常电磁场变化,利用现成GSM开关设备能在接收主机上分别收到信号,长距离跨国预报电磁异常,我们设计的这种电磁蜘蛛网能在电磁异常时报警1 00次以上,野外放置的设备能方便判断大地电磁场异常,还能够远程报警,智能同步,通常在大地震前几天观测到地震电磁异常及时报警,更先进的是多个电磁蜘蛛网联网还可分析震中的位置。而且设备成本低廉,室外放置设备功耗低,是一种有希望普及的地震短临预报方法。
关键词：指南针,GSM,临震预报,震中位置,GPRS,PLC,单片机
参考文献
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异常报警 第4篇
1 异常经过及初步检查
当日15∶00, 500 k V昭化变电站运维人员按标准化作业卡对220 k V GIS设备进行二次回路定期清扫工作。在清扫过程中, 当班值长在监控后台发现光字信号:“261开关气室SF6压力降低报警”。对261开关SF6密度控制器进行检查, 结果如下: (1) 现场261开关SF6密度控制器指示值为0.52 MPa; (2) 现场261开关汇控柜“261开关气室SF6压力降低报警”光字点亮。
该站220 k V GIS设备为ZF9-252型全封闭开关设备, 按其报警控制回路的设计, SF6气压额定值为0.50 MPa, 报警值为0.45 MPa, 闭锁值为0.40 MPa。若261开关气室SF6气体有泄漏, 而SF6密度控制器故障未能正确指示, 当气压下降至0.40 MPa时, 将导致261开关闭锁。261线路故障时, 其开关失灵保护动作跳开220 k VⅠ母上所有开关, 导致事故范围扩大。
鉴于GIS设备重要信号均有自保持回路, 需手动复归这一情况, 当班值长立即下令现场人员手动按下复归按钮, 经反复按压复归按钮, 该光字信号仍未消除。梳理现场设备运行情况, 当值人员迅速总结出目前的主要异常为:SF6密度控制器指示正常, 而异常信号不能复归。
2 异常分析及处理
该站GIS设备报警回路的设计如图1所示。开关气室压力降低至报警值时, SF6密度控制器的63GA接点闭合, 使报警继电器30GAX励磁, 通过其自身的13—14接点自保持, 当SF6密度控制器指示超过0.45 MPa时, SF6密度控制器63GA接点打开, 按下复归按钮RESET使其11—12接点打开, 从而使报警继电器30GAX失励, 才能消除“261开关气室SF6压力降低报警”信号。
目前的情况来看, 虽然SF6密度控制器指示超过0.45 MPa, 但其接点63GA并未打开, 故按下复归按钮无效。造成这种情况有两种可能性: (1) 现场261开关SF6气体压力已经泄漏降低, 但SF6密度控制器故障未能正确指示; (2) 现场261开关SF6气体压力正常, 但SF6密度控制器63GA接点粘连未打开或报警回路有短路使SF6密度控制器63GA接点被短接。
为判明异常原因, 当值人员通过排除法进行检查试验。首先从备用间隔上取下一只正常的SF6密度控制器拟对261开关SF6密度控制器进行替换。在拆下261开关SF6密度控制器时, 发现蛇形管 (穿控制电缆, 起保护控制电缆的作用) 中有水流出, 且261开关SF6密度控制器接线插座处也有水迹。仔细检查发现邻近接线插座处的蛇形管有裂口。可以初步判断下雨时, 雨水通过蛇形管裂口注入并积蓄在管内, 当进行二次回路定期清扫工作时, 触动蛇形管, 管内的雨水顺势流进261开关SF6密度控制器接线插座内, 使SF6密度控制器63GA接点在插座内被短接, 故发出该报警信号。
当值人员迅速用吹风机对261开关SF6密度控制器接线插座进行干燥, 用玻璃密封胶对蛇形管裂口进行修补。为排除261开关SF6密度控制器故障的怀疑, 仍用从备用间隔取下的SF6密度控制器对其进行替换。替换后的SF6密度控制器指示值为0.52 MPa, 排除了261开关SF6气体压力已经泄漏降低, SF6密度控制器故障未能正确指示的可能性。
然而, 再次按下复归按钮时, 该异常光字信号仍未消除。当值人员仔细研读了报警原理图, 并在按下复归按钮RESET的情况下, 测试了其两端的电位, 发现均为正电, 该现象表明复归按钮RESET被短接。当值人员怀疑该回路接线可能有错误, 随即对该回路的接线初步进行了检查, 并未发现明显错误。另鉴于220 k VGIS设备在投运前对各类光字信号均进行过模拟试验, 并未出现不能复归的情况, 故接线错误的怀疑没有太多的合理性。但为消除这一怀疑, 也为验证其他间隔是否存在类似情况, 当值人员决定在相邻的262开关间隔进行试验。当按下262开关的报警继电器30GAX动触杆后, 其动合接点13—14闭合并带电自保持, 监控后台及现场262开关汇控柜“262开关气室SF6压力降低报警”光字信号均点亮。此后, 再按下复归按钮RESET, 正常情况下, 报警继电器30GAX应失励, 光字信号应消除, 但出人意料的是, “262开关气室SF6压力降低报警”光字信号并未消除。连续2个间隔出现相同的接线错误可能性极低, 因此基本可以排除接线错误的可能性。但又带来了新的困惑:是什么原因导致报警信号不能复归, 而投运前试验时却又都是正常的?
遵照《四川省电力公司反事故措施实施细则》的第3.2.3.2条要求, 电动隔离开关正常运行时, 隔离开关的控制电源应拉开, 操作时才合上。为验证这个差别是否是导致报警信号不能复归的原因, 当值人员合上了262开关间隔的隔离开关控制电源空气断路器, 再按下复归按钮RESET时, “262开关气室SF6气体压力降低报警”光字信号果然消除。在261间隔如此操作, 光字信号也同样消除。
对原因分析如下:如图2所示, 当开关汇控柜内任意一只空气断路器跳闸时, 其信号接点S3闭合, 信号继电器30NFX励磁并通过其动合接点13—14自保持, 发出“空气开关分闸或跳闸报警”信号。因为隔离开关控制电源空气断路器一直在分闸位置, 因此正电通过空气断路器闭合的信号接点S3和信号继电器30NFX闭合的接点13—14迂回至复归按钮RESTE的12接点一端, 相当于该复归按钮被短接而失去作用, 这才是报警信号不能消除的真正原因。
3解决方法
引起本次报警信号不能消除的根本原因在于隔离开关控制电源空气断路器长期处于分闸位置, 导致信号复归按钮被短接而失去作用。因为有反措规定, 故正常运行时隔离开关控制电源空气断路器只能在分闸位置这一现状不能改变, 但复归按钮被短接长时间失去作用, 又将给运行人员进行异常判断带来困扰, 不能正确解除报警信号就无从正确判断设备运行工况。鉴于以上分析, 要有效解决这一问题, 建议采取如下措施:
(1) 针对正常运行状态下, 隔离开关控制电源空气断路器长期处于分闸位置的实际情况, 其报警信号实际意义不大, 故可解开其信号接点S3两端的接线, 避免复归按钮被长时间短接失去作用。
异常报警 第5篇
关键词：GIS设备,报警,异常分析
2013年5月15日, 国网四川检修公司500k V昭化变电站运维人员在进行220k VGIS设备二次回路定期清扫工作过程中, 发生一起“SF6气体压力降低”报警异常。由于运维人员处理得当, 及时消除了设备事故隐患。
1 异常经过及初步检查
当日15:00, 该站运维人员按标准化作业卡对220k VGIS设备进行二次回路定期清扫工作。在清扫过程中, 当班值长在监控后台发现光字信号:“261开关SF6气体压力降低报警”。当班值长随即通过对讲机询问现场运维人员清扫进程及现场设备运行情况, 得知正在清扫261开关间隔。当班值长随即下令运维人员停止工作, 对261开关SF6密度控制器进行检查, 结果如下:
(1) 现场261开关SF6密度控制器指示值为0.52MPa;
(2) 现场261开关汇控柜“261开关气室SF6压力降低”光字点亮。
在现场SF6密度控制器指示值为0.52MPa的情况下, 出现了SF6密度控制器指示应该在低于0.45MPa才出现的“261开关SF6气体压力降低报警”信号, 显然属于异常现象。该站220k VGIS设备为西安西开公司的ZF9-252型全封闭开关设备, 按其报警控制回路的设计, SF6气压额定值为0.50MPa, 报警值为0.45MPa, 闭锁值为0.40MPa。若261开关气室SF6气体有泄漏, 而SF6密度控制器故障未能正确指示, 当气压下降至0.40MPa时, 将导致261开关闭锁, 261线路故障时, 其开关失灵保护动作跳开220k VI母上所有开关, 导致事故范围扩大。
鉴于GIS设备重要信号均有自保持回路, 需手动复归这一情况, 当班值长立即下令现场人员手动按下复归按钮, 经反复按压复归按钮, 该光字信号仍未消除。梳理目前现场设备运行情况, 当值人员迅速总结出目前的主要异常为:SF6密度控制器指示正常, 而异常信号不能复归。
2 异常分析及处理
按该站GIS设备报警回路的设计, 如图1所示, 开关气室压力降低至报警值时, SF6密度控制器的63GA接点闭合, 使报警继电器30GAX励磁, 通过其自身的13、14接点自保持, 当SF6密度控制器指示超过0.45MPa时, SF6密度控制器63GA接点打开, 按下复归按钮RESTE使其11、12接点打开, 从而使报警继电器30GAX失励, 才能消除“261开关SF6气体压力降低报警”信号。
目前的情况来看, 虽然SF6密度控制器指示超过0.45MPa, 但其接点63GA并未打开, 故按下复归按钮无效。当值人员分析, 造成这种情况的可能性有两种。
(1) 现场261开关SF6气体压力已经泄漏降低, 但SF6密度控制器故障未能正确指示;
(2) 现场261开关SF6气体压力正常, 但SF6密度控制器63GA接点粘连未打开或报警回路有短路使SF6密度控制器63GA接点被短接。
为判明异常原因, 当值人员通过排除法进行检查试验。首先从备用间隔上取下一只正常的SF6密度控制器拟对261开关SF6密度控制器进行替换。在取下261开关SF6密度控制器时, 发现蛇形管 (穿控制电缆, 起保护控制电缆的作用) 中有水流出, 且261开关SF6密度控制器接线插座处也有水迹。仔细检查发现邻近接线插座处的蛇形管有裂口。根据这一发现, 可以初步判断下雨时, 雨水通过蛇形管裂口注入并积蓄在管内, 当进行二次回路定期清扫工作时, 触动蛇形管, 管内的雨水顺势流进261开关SF6密度控制器接线插座内, 使SF6密度控制器63GA接点在插座内被短接, 故发出该报警信号。
当值人员迅速用吹风机对261开关SF6密度控制器接线插座进行干燥, 用玻璃密封胶对蛇形管裂口进行修补。为排除261开关SF6密度控制器故障的怀疑, 仍用从备用间隔取下的SF6密度控制器对其进行替换。替换后的SF6密度控制器指示值为0.52MPa, 排除了261开关SF6气体压力已经泄漏降低, SF6密度控制器故障未能正确指示的可能性。
通过前面的分析和处理, 本次异常的根本原因基本清楚, 然而再次按下复归按钮时, 该异常光字信号仍不能消除。那到底是什么原因使报警继电器30GAX不能正确失励。当值人员又仔细研读了报警原理图, 并在按下复归按钮RESTE的情况下, 测试了其两端的电位, 发现均为正电, 该现象表明复归按钮RESTE被短接。当值人员怀疑该回路接线可能有错误, 随即对该回路的接线初步进行了检查, 并未发现明显错误。另鉴于220k VGIS设备在投运前对各类光字信号均进行过模拟试验, 并未出现不能复归的情况, 故接线错误的怀疑没有太多的合理性。但为消除这一怀疑, 也为验证其他间隔是否存在类似情况, 当值人员决定在相邻的262开关间隔进行试验。当按下262开关的报警继电器30GAX动触杆后, 其常开接点13、14闭合并带电自保持, 监控后台及现场262开关汇控柜“262开关气室SF6压力降低报警”光字信号均点亮。此后, 再按下复归按钮RESTE, 正常情况下, 报警继电器30GAX应失励, 光字信号应消除, 但出人意料的是, “262开关气室SF6压力降低报警”光字信号并未消除。连续2个间隔出现相同的接线错误可能性极低, 因此基本可以排除接线错误的可能性, 但又带来了新的困惑:是什么原因导致报警信号不能复归, 而投运前试验时却又都是正常的?
通过对投运前试验时和目前正式运行状态下的设备工况比较, 发现一个差别, 即遵照《四川省电力公司反事故措施实施细则》的第3.2.3.2条要求, 电动隔离刀闸正常运行时, 刀闸的操作电源应拉开, 操作时才合上。因此, 正式运行状态下, 所有刀闸控制电源空气开关均在断开位置, 而投运前试验时空气开关均在合闸位置。为验证这个差别是否是导致报警信号不能复归的原因, 当值人员合上了262开关间隔的刀闸控制电源空气开关, 再按下复归按钮RESTE时, “262开关气室SF6压力降低”光字信号果然消除。在261间隔如此操作, 光字信号也同样消除。刀闸控制电源空气开关未合闸是本次报警信号不能复归的原因, 但又是什么原因导致这种结果, 为找到更深层次的原因, 当值人员结合现场检查再次通过图纸找到了答案。
如图2所示, 当开关汇控柜内任何一个空气开关跳闸时, 其信号接点S3闭合, 信号继电器30NFX励磁并通过其常开接点13、14自保持, 发出“空气开关分闸或跳闸报警”信号。因为刀闸控制电源空气开关一直在分闸位置, 因此正电通过空气开关闭合的信号接点S3和信号继电器30NFX闭合的接点13、14迂回至复归按钮RESTE的12接点一端, 相当于该复归按钮被短接而失去作用, 这才是报警信号不能消除的真正原因。
3解决方法
引起本次报警信号不能消除的根本原因在于刀闸控制电源空气开关长期处于分闸位置, 导致信号复归按钮被短接而失去作用。因为有反措规定, 故正常运行时刀闸控制电源空气开关只能在分闸位置这一现状不能改变, 但复归按钮被短接长时间失去作用, 又将给运行人员进行异常判断带来困扰, 不能正确解除报警信号就无从正确判断设备运行工况。鉴于以上分析, 要有效解决这一问题, 建议采取如下措施。
(1) 针对正常运行状态下, 刀闸控制电源空气开关长期处于分闸位置的实际情况, 其报警信号实际意义不大, 故可解开其信号接点S3两端的接线, 避免复归按钮被短接长时间失去作用。
(2) 若不解除信号接点S3两端的接线, 也可在需要复归其他异常报警信号时, 先合上刀闸控制电源空气开关, 也能恢复复归按钮的作用。并将这一点加入现场运行规程和现场设备提示卡, 对所有运行人员起到一定的提示作用。
参考文献
异常报警 第6篇
变频器的发热是由内部损耗产生的,主要来自于功率模块IGBT,而IGBT的发热又集中在开和关的瞬间,因此开关频率越高则变频器的发热量越大,通过变频器主回路的电流就越大,最终导致变频器内部产生很大的热量。相关资料表明,在变频器中各部分损耗以主电路为主,约占98%,而控制电路约占2%,变频器的功耗一般为其容量的4%～5%,其中逆变部分约占50%,整流及直流回路约占40%,控制及保护电路为5%～15%。如果变频器内积热量不能够及时排出,变频器带载能力会大大降低(如图1所示),过高的温度也会让变频器出现故障,加速元器件的老化。变频器产生大量的热应力将诱发电子元器件出现“电子迁移”,并非立刻损坏芯片,而是一个缓慢降低电子元器件寿命的过程(“10℃法则”指出环境温度每提高10℃,元器件寿命约降低1/2)。变频器的故障率随温度升高而成指数上升,使用寿命随温度升高而成指数下降。为了避免“电子迁移”、延长元器件使用寿命,就需要对变频器进行散热,同时如果变频器温度太高且温度变化率较大时,变频器内部易出现结露现象,产生冷凝水,其绝缘性能会大大降低,甚至可能引发短路事故。
2 西门子变频器散热系统简述
2.1 冷却控制系统
西门子变频器冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。在功率模块上垂直加装散热片,其目的是增加半导体的散热面积,尤其是结温,使其低于半导体器件的最大结温;采用冷却风机从下向上吹风强迫对流散热,使变频器风扇的散热能力达到最大化,把变频器内部的热量带走,将元器件的温度降低到实际可以达到的最低水平,从而保证变频器内部电路以及元器件的可靠性。冷却风扇电机采用230V交流电机,在环境温度为40℃时,风扇工作寿命不小于35 000小时,即按变频器连续运行折算为4年左右就要更换1次风扇。西门子公司为了延长变频器冷却风扇使用寿命,通过检测内部散热片温度实现冷却风扇运行受控,从图2中可以看出冷却风扇电源取自变频器进线,先由熔断器进行过流保护,再经过变压器T10进行隔离及变压(380/220V),最后通过变频器内部受控继电器对冷却风机运行进行控制(由于风机变压器T10电源取自变频器进线,因此用万用表测量进线相间阻值时,会发现有两相阻值几乎为0,原因在于有两相之间并接了风机变压器)。
2.2 温度检测系统
西门子变频器温度检测系统中的热敏电阻用于检测系统的过温状态,它们安装于主元件(IGBT)的散热片或出线铜端子上,书本型与小的装机、装柜型只有1个热敏元件,随着变频器结构尺寸的增大,最多可有3个热敏电阻,且均为NTC型(负温度系数)。热敏电阻的检测可以借助于6SE70测试盒进行测试,如图3所示,变频器通电以后,温度监测系统首先选取外接所有热敏电阻信号的最高温度值(散热器和空气温度),此时可以通过读取r833参数值(系统散热器的温度)与环境温度进行比较而得出判断变频器是否过温,同时西门子公司还提供了一路连接器号K0247供变频器工程人员使用,其次温度监测系统将所测最大温度信号与变频器设定温度比较,如果超过了温度触发报警信号的阈值(散热片温度设定为90℃),变频器面板显示报警代码A022,但变频器可以正常工作;如果超过了极限值温度设置(散热片温度设定为95℃),变频器跳闸,面板显示故障代码F023,最后将变频器报警号和故障号反映到状态字2的报警位23和故障位24,并预留输出开关量连接号B0146～B0149供工程人员使用。
3 变频器温度异常信号提前检测及报警设计方案
变频器冷却风机连续运行4年后,风扇性能就会逐渐下降,同时由于变频器没有冷却风机故障检测监控单元,给变频器运行带来诸多不稳定因素。为了及时发现风机及变频器温度异常,由被动巡检变为设备主动报警提醒,本文将通过对温度检测系统的分析及限幅值监控器自由功能块的研究,经过参数设置实现了变频器异常温度信号提前检测并报警提示。
3.1 限幅值监控器自由功能块简述
限幅值监控器自由功能块如图4所示,参数U136.02作为设定值,参数U136.01作为过程值,通过参数U136输出A、B信号进行比较。
由图4可知A、B共有3种比较模式,即对过程值A取绝对值与设定值B进行比较(|A|
3.2 变频器温度异常报警参数设定
通过对限幅值监控器自由功能块分析,针对我公司风机变频器的实际运行情况,选用U139=1的输出模式,即A
所需参数设置为:U135=15.62,U136.1=K0247,U136.2=K0511,U138=0.781,U139=1,U951.18=4,U251.08=B0476,P654.01=B0641,U951.08=4。
4 结束语
通过对西门子6SE70变频器散热系统分析以及温度异常报警参数设置,为变频器安全稳定运行增加了一道保障屏障。变频器作为现代电力电子变频技术发展方向之一,其应用领域越来越广泛,提高变频器维护质量、降低故障率也越来越受到工程及维护人员的关注。解决好变频器散热问题不仅要求设计者从变频器本身做到,而且要求维护人员尽可能做好变频器定期维护、环境除尘、清洁冷却风扇和风道,这样才能使变频器冷却系统发挥正常功能,使变频器温升在允许值之内,使变频器内部电路及元器件工作在一个相对“稳定、舒适”的环境中。如果生产现场需要显示变频器运行中的实际温度,可以将温度测量值连接器K0247通过变频器模拟量输出端子输出,并将其连接至仪表显示;也可以采用PLC通过输入模块AI采集变频器温度输出端子信号,通过WINCC界面对运行中的温度进行实时显示、归档记录,以便故障查询。
摘要：通过对西门子变频器冷却系统及温度检测功能的研究,利用限幅值监控器自由功能块,经过变频器内部参数设定及外部接线,最终实现变频器温度异常检测及报警功能。
