电力系统设备保护方法

电力系统设备保护方法（精选6篇）

电力系统设备保护方法 第1篇

引言

电力系统的实际工作中，在增加自动控制系统的同时却忽略了自动控制系统的防雷措施，一旦雷电波侵入电力系统，将会造成非常严重的设备损坏，甚至导致整个电力系统的瘫痪，造成更大的经济损失。将电力系统中的自动测报系统、计算机监控系统、通信系统以及MIS系统等等弱电设备加强防雷措施并进行电压保护技术的改造，将会大大降低雷电的损坏，保障电力系统安全有效的运行。

1弱电设备雷电危害的主要原因

近年来逐渐引起人们重视的雷电灾害就是雷电浪涌，它主要是由于微电子的不断使用而引起的一种雷电事故。大多数常见的雷击灾害并不是由雷击直接引起的，而是在雷击发生时，设备电源与通讯线路中产生的电流浪涌引起的。导致这种现象的直接原因有两个：①电子设备内部的结构呈现高度集成化，导致设备的耐压、耐过电流的能力直线下降，进而对雷电的承受能力也受到了很大影响；②信号来源的途径过多，系统更加容易受到雷电波的侵袭。浪涌电压可以通过电源线或者信号线流入电脑设备。

2弱电设备防雷措施

按照弱电设备的防护范围，可以将防雷措施分为两大类，一类是外部防护，另一类就是内部防护。2.1弱电设备的外部防护弱电设备的外部防护可以分为五大部分：

①先使用避雷针将大部分的雷电流引入大地；

②利用避雷针将大部分电流引入大地的同时还要注意将雷电流分流，以便避免电压过大而危害设备的现象发生；

③利用建筑物中的一些金属部件，或者是钢筋来当做不规则的法拉第笼，进而达到屏蔽电压的作用；若建筑中的电力设备是遥控的、小功率信号的、低压的电子逻辑系统的设备，则要专门配备一个屏蔽网，在屋内形成一个不大于5m5m，6m4m的网格；

④要确保建筑物内各点的电位都要均衡，避免出现电位差而造成危害；

⑤建筑物内的设备，要保障各个都进行了良好的接地设置，从而降低雷击时造成的设备损害。2.2内部防雷措施2.2.1电源系统防雷措施雷电会产生非常大的过电流与过电压，电力设备无法进行一次性的泄流和限压，所以设备的电源系统就必须采取多重的防雷保护措施，至少要采取泄流与限压前后两级的保护措施。

目前我国运行的《计算机信息系统防雷技术要求》规定，电源系统要采取三级的雷电防护。意思就是说要在建筑物的总配电装置上，高电压一侧安装通容量较大的防雷装置，以此作为一级保护；低电压的一侧安装阀门式的防雷装置，以此作为二级保护，三级保护则是在楼层的配电箱中安装电源避雷箱。而在一些重要的场合则要相对的多安装一些避雷措施。

例如在UPS电源输出端上，安装防雷器，重要电源的输入端也安装电源终端防雷器等等。通过在多级电源上安装防雷措施，将雷击时产生的过电流彻底泄放、过电压彻底限制，从而防止雷电窜入计算机网络，起到保护设备的目的。2.2.2信号系统防雷措施通信电缆引入雷电后果不容小觑，因此为了避免这一现象的发生，在电缆接入通讯设备之前，通常先要接入一个信号避雷器，也就是接入了一个瞬态过电压保护器，这样一来电子设备在遭受雷电击打或者是其他因素影响时，就可以阻断过电压以及雷电波的侵入，最大限度的降低雷电对系统设备的伤害。信号避雷器是串联在通信线路中的，因此信号避雷器不但要满足防雷性能，还要同时满足电力设备的网络性能指标。因而在选择信号避雷器时则要多方考虑设备的各项性能指标。2.2.3定期检测措施即使以上的`防雷措施都相继做好，也并不代表整个电力系统就做到了完善的防雷措施，可以高枕无忧。定期进行系统的防雷检查是后期工作中必不可少的环节。

每年的雷雨季节到来之前，都要委托当地的防雷中心对设备的防雷措施进行一次彻底的检测，并在雷雨季节期间加强设备的外观巡查，着重检查防雷设施的指示标志，及时发现问题并及时解决。

3总结

对弱电设备开展防雷工作是一个综合性很强的工作，目前为止弱电设备的雷电浪涌防护工作做的还不够好，因此也常常会造成一些设备的损坏。所以在紧抓弱电设备外部防雷措施的同时内部的防雷措施也要加强。在进行弱电设备的内部防雷措施时一定要注意将绝大部分的雷电流直接引入地下，引入地下的同时要将其进行分流；其次就是要阻塞电源线或者数据信号线引入的过电压；最后则是要注意雷电浪涌的过压、过流值，将其维持在设备可承受的范围之内。

参考文献

[1]张佐星，李季群.弱电设备的防雷保护[J]．湖北电力，（07）：258.

[2]崔建军，邹涛．弱电设备的防雷保护探析[J]．设备管理与改造，（21）：77~79.

电力系统设备保护方法 第2篇

，

一级漏电保护设在开关箱，额定漏电动作电流不大于30mA，客定漏电动作时间应小于0.1s。另一级漏电保护应设在总配电箱。

电力系统设备保护方法 第3篇

1 微机线路继电设备的改造方法研究

在研究微机线路继电设备中, 其主要应用的是WXH-110系列数字微机线路继电保护设备, 主要应用于电压等级哎66KV以下的小电流接地系统中, 由于该技术在使用中具有定时限电流保护以及欠电压闭锁和电流保护等强大的继电保护功能, 因此在电力系统中被广泛的应用。由于该设备在使用中仍然存在一定的缺陷, 因此为了加强电力设备功能的安全性和高效性就需要对其进行改造, 完善使用效果。

1.1 微机线路继电保护设备存在的问题

电力系统中, 由于微机线路继电保护设备主要采用的是遥控和保护在公用分合闸回路的方式进行继电保护, 因此在应用的过程中, 遥控合闸动作中需要将“重合闸”压板应用到具体的过程中, 但是按照《电力生产安全规程》的相关规定, 该项使用不符合要求。在使用的过程中, 由于在现场应用中运行的人员不允许对微机保护线路采用就地分合的操作, 在借助于微机遥控后台操作中具体完成。但是在使用中如果遇到了新线路或者是新电缆需要投入到后台操作中, 这就要采用“重合闸”压板进行遥控合闸, 但是在出现了永久性的线路故障时, 就会发生跳闸, 保护相应的就离开了合闸, 这样就会给电路带来巨大的冲击, 使得设备遭受到威胁, 这种状况在使用中不仅给电力系统带来了不安全隐患, 另外还违反了相关的规定, 违禁操作。

1.2 微机线路继电设备的改造方法

通过分析微机线路继电设备在使用中存在一定的缺陷, 这就给安全以及整个电力系统带来了影响, 因此需要将其进行改造, 然而目前采用的是换用新型微机线路继电保护设备, 主要通过两种方法具体实施:

1) 保护设备内部的遥控合闸回路以及保护合闸回路分开, 其工作的原理如图1所示:

其改造的方法是:如果遇到了变电站的操作人员进行继电保护遥控后台, 并且发出了相应的合闸指令时, 这时候再继电保护设备的CPU正电经端口中需要开启。并且需要相应的启动QDJ继电器的线圈励磁, 但是由于QDJ-2处于开启状态, 之后讲CPU开出正电经5d12端口, 并且将其闭合, 在合闸继电器BJ线圈励磁中, 然而在正电经n72端子, BJ接点、将重合闸压板2LP2n52端子、合闸保护继电器节点HBJ的电压线圈以及防护跳闸点是。就需要就操作断路器, 并且将开关合闸。该方法主要是将继电保护设备的内容发生了改变, 在技术合理以及试验检测中, 提高设备改造的正常运行。

2) 改造继电保护设备外部的二次回路, 将遥控合闸中来实现开入重合闸闭锁量对重合闸进行再次闭锁。其主要的目的是为了将开关合闸中来进行操作控制, 在不需要将开关重合闸时, 就可以采取闭锁的动作, 保护盖装置。其主要的方法是:在将原重合闸时可以将重合闸退出进行投入, 并且需要对重合闸进在保护设备背叛的端子中加装短接线, 这样来促进遥控回路在不经过重合闸的步骤中就能达到控制以及保护设备的目的。在改造外部回路中, 变电站操作人员在继电保护设备的操作后台中发出合闸操作指令时, 就会从继电保护设备的CPU的正电经过5d16端子开出, 然后将继电器QDJ线圈启动励磁, 将QDJ-2的接点闭合, 同时继电保护设备的CPU还可能同时经过5d12端子, 这样就将其进入了闭合状态, 但是在正电经n72端子、n52端子, 合闸保护继电器接点的线圈以及防跳继电器FTJ-1接点时, 就会出现断路器发生回路的现象, 这样在不需要进行重合闸压板时, 微机线路继电保护设备可以正常的使用。

2 高压电磁式母线继电保护设备的改造

该机电保护的工作原理是:在需要对设备进行停电检修时, 就可以对母联开关检修母线、变压器来恢复其正常状态, 另外在设备在充电的过程中出现了故障时, 只需要将母联开关跳开, 这样就能及时的切除故障。

2.1 高压电磁式母线继电保护设备存在的问题

该设备在使用中, 仅仅最大限度的保护应用了充电, 但是却忽略了对主变的充电, 这时就会受到励磁涌流的影响, 另外不能对差动保护进行异常状态的退出, 需要在技术人员的现场带电状态中接线, 这样就导致了充电保护接线不正常中, 母线不能起到保护的状态。

2.2 改造的方法

在对设备进行改造中, 主要是对主变或者是变电站的主变进行充电改造, 在技术人员不需要到现场进行接线中, 通过具体的试验或者是根据现场的测量值来整定, 最终实现继电保护, 提高电力系统的安全可靠运行性。能够使得拖入的“充主变”压板或者“充线路”压板起到一定的保护作用, 另外在继电设备的运行中, 当母线出现了异常的状况时, 变电站的操作人员只需要在控制室中发出调度指令或者是传动来对压板实现切换的操作, 保证母线处于正常的保护状态, 加强了整个电力系统的安全运行性。

3 总结

在电力系统正常的运行中, 能够大大的提高继电保护装置, 在出现了故障时可以及时的切断故障系统, 并且保护异常状态, 通过对微机线路继电设备以及高压电磁式母线继电保护设备在分析了存在的问题之后, 制定了具体的保护措施, 最终实现了对设备的改造方案, 在提高了安全性的同时, 促进设备正常的运行, 提高了设备的经济效益以及安全性能。能够对电力系统中异常的状态及时的发出自动信号, 这样为保护继电系统提供了使用性, 保障了继电保护功能可以正常的运行。

参考文献

电力系统设备保护方法 第4篇

【关键词】电力系统;配网设备;防雷保护

引言

据相关资料显示，雷电是目前造成电力系统运行灾害的重要原因之一，由于雷电的随意性，造成认为控制的极大困扰，一旦形成雷电危害，必然会造成电力设备损坏、危及建筑物安全等，甚至有可能出现人员伤亡事故，给国家及人民带来重要的财产损失，威胁人类的生命安全。因此，电力系统配网设备的防雷保护不管是从国家发展的角度，还是从电力事业的可持续发展及人们的生命安全角度来看都是十分重要的。因此，文章在分析了雷击损坏配网设备的原理的基础上，结合实际情况，提出了具体的电力系统配网设备防雷保护措施。

1.雷击损坏配网设备的原理

1.1 雷电损坏配电变压器的原理

雷电包含了三种类型，即直击雷、感应雷与雷电波入侵。其中后两种雷电类型的入侵会使配电网线路电压高达几十万伏，甚至会在正逆变换过电压的条件下，击穿配电变压器绝缘层，导致火灾与爆炸事故的发生。因此，笔者首先从以下两方面分析了正逆变换过电压原理：一是，正变换过电压的产生原理。当在低压线路中有雷电波入侵时，冲击电流会在高压绕组上出现感应电动势，并通过配电变压器低压绕组，造成高压侧中性点电位的上升，使匝间、层间的梯度电压加大，这就是正变换过电压产生的原理;二是逆变换过电压产生原理。当lOkV侧出现雷电波入侵时，就会使避雷器产生动作，以限制雷电压峰值。避雷器动作后，雷电流通过避雷器流到接地电阻上。如果我们用R来表示接地电阻，用I来表示雷电流为，那么接地电阻上的电压降为IR;当I=4kA，R=4Ω时，则IR=16kV，这个电压通过低压绕组的中性点，传递到低压绕组和低压线路上。因为低压线路和设备并不具备较高的绝缘水平，因此很可能出现对地绝缘击穿的情况，从而造成低压线路短路接地，尽管没有造成对地绝缘击穿现象，也会因为这时候的低压侧线路也会经导线波阻抗接地，最终造成雷电压IR全部或大部分加在低压绕组上。低压绕组受到这个电压后，通过低压绕组与高压绕组之间的电磁感应，在高压绕组上产生很高的过电压，这就是逆变换过电压产生的原理。

1.2 雷击损坏架空裸导线的原理

如果在架空裸导线上发生直击雷或者感应雷过电压作用，那么就会导致绝缘子闪络情况的出现。在电磁力的作用下，连续工频电流电弧也会顺着导线进行快速移动，经过热应力的作用，孤腹在弧根的带动下沿着向上的方向在导线上运动，而它移动的方向就是负荷侧。在其移动过程中，电弧弧根的温度一般是较高的，可能会会损坏导线，而孤腹的温度比弧根要低，不足以造成对导线的烧损。

1.3 雷击损坏绝缘导线的原理

当绝缘导线上受到直击雷或感应雷过电压影响时，很可能会造成导线绝缘层与绝缘子都发生闪络、击穿情况。一般被击穿绝缘层会变成针孔状，弧根也会在这个针孔处被固定住，由于受到绝缘层的影响，连续工频电弧也不能正常的进行移动，并出现燃烧情况，造成导线烧断的严重后果。

2.电力系统配网设备防雷措施

2.1 变压器的防雷措施

对于配电变压器的防雷保护，针对于上述雷电损坏配电变压器的原理，笔者认为可以从以下三方面入手。

首先，在配电变压器的的实际应用过程中，不管是单位、企业还是个人用户等，都应当将其放在配电室中，并在建筑物顶端安装避雷针，避免出现雷击配电变压器的情况出现。

其次，做好单地接网，在变压器高压侧与低压侧安装避雷器。保障变压器低压侧的中性点、避雷器的接地线、变压器的金属外壳三者能够一起接地。

最后，更新防雷变压器类型。在电力系统配网运行时，可以通过绕组接线方式变换解决正逆变换过电压问题，选择使用低压侧设有平衡绕组的防雷型变压器，使接地电阻电压与同一铁芯形成相反磁势，最终相互抵消。

2.2 架空裸导线的防雷措施

针对架空裸导线的防雷保护，笔者认为可以从架设避雷线、安装避雷器、降低杆塔接地电阻与装设自动重合闸装置的方式实现。

首先，进行架空裸导线防雷保护的最基本措施就是架设避雷线，其主要作用就是防止雷直击导线，它是进行架空电力线路的防雷保护最有效的措施之一。具体来讲，其在架空电力线路的防雷保护中的作用主要表现为以下几点：一是通过对导线的耦合作用，将线路绝缘子进行降压;二是发挥其分流作用，将流经杆塔的雷电流尽量控制在最小，并降低塔顶电位;三是发挥其导线屏蔽功能，使导线上的感应过电压变小。

其次，是安装线路避雷器，尽管我们通过全线架设避雷线的方式来实现架空电力线路的防雷效果，但是也会存在架空线上出现过电压的可能性，而通过安装线路避雷器，可以在雷击过电压超过避雷器的保护时，阻止雷电流对架空电力线路的侵袭，而将其转移到大地，从而保护线路、设备安全。

再次，可以降低杆塔接地电阻，一般高度的杆塔降低接地电阻，对于减小雷击杆塔时的电位升高有着重要作用，是提高线路耐雷水平、防止反击的有效措施。同时，这一架空电力线路的防雷保护措施也是与上述架设避雷线措施相配合的一项有效措施。

最后，还可以装设自动重合闸装置，因为线路绝缘的自恢复性能，不少的雷击后的闪络情况时可以在线路跳闸后进行自行消除的。所以，我们可以通过配备自动重合闸装置来更好的较少或者是消除线路的雷击状况。根据相关研究发现，我国在超出110kV架空电力线路重合闸成败统计中，失败率仅为5%-25%，所以，装设自动重合闸装置对于提升架空电力线路的防雷效果中是具有重要作用的。

2.3 绝缓导线防雷措施

为更好的保障电力系统配网运行，绝缘导线的防雷保护可以从以下两方面入手：一是更换防雷型绝缘子。一般情况下，lOkV绝缘导线不采取避雷线方式进行防雷保护，而是采用防雷型绝缘子，并改变原来的铁横担而使用玻璃钢绝缘横担，这样既降低了工频建弧率，又提升了绝缘子的耐雷能力;二是设置穿刺型避雷器，其主要作用就是避免接地短路故障的发生。穿刺型避雷器包含了避雷器本体、空气间隙、穿刺线夹三个主要组成部分，当出现雷击现象时，若氧化物避雷器已经损坏，直击雷及感应雷会直接作用在导线上，使燃弧点发生转移，从而有效的预防了导线烧断事故的出现。因此，在进行具体的实际巡检时，为了能够最大限度的保障不出现跳闸故障，维护供电的可靠性与安全稳定性，相关工作人员一定要做好氧化物避雷器的检查工作。

3.结束语

综上所述，人们生活水平的提升及对用电质量与用电安全的关注，要求电力企业做好各项供电保护工作。而雷电危害作为电力系统配网设备安全保护的重要方面，已经得到了多方的普遍关注。因此，文章从三方面分析了雷击损坏配网设备的原理，并有针对性的提出了解决的对策，网能够为提高配网的可靠性與安全性提供新的思路，推动电力事业的可持续发展。

参考文献

[1]包晶晶.35/10kV总降压变电站电气设计与防雷保护研究[D].南昌大学，2012-05.

[2]徐航航.架空电力线路防雷与接地的研究[D].东北石油大学，2013-04.

[3]谭威.输电线路绝缘子并联间隙防雷保护研究[D].重庆大学，2011-04.

[4]王晓东.配电线路防雷保护对策分析[J].企业技术开发，2014-04.

作者简介：

孙向忠，男，大学本科，工程师，现供职于国网大庆供电公司龙凤供电区。

电力系统设备保护方法 第5篇

（1）手握式及移动式用电设备，

（2）建筑施工工地的用电设备，

（3）环境特别恶劣或潮湿场所（如锅炉房、食堂、地下室及浴室）的电气设备。

（4）住宅建筑每户的进线开关或插座专用回路。

（5）由TT系统供电的用电设备。

电力系统设备保护方法 第6篇

摘要：采用生物接触氧化技术预处理微污染原水，并和水厂常规处理工艺进行了对比。中试结果表明，原水浊度为50～200NTU、氨氮浓度为1～10mg/L、水温为18～30℃时，生化池对氨氮的去除率为60%～80%，CODMn去除率为0.5%～25%，UV254的去除率为1%～15%；正常运行时，较高浊度(200～800NTU)的冲击不会明显影响生化池对氨氮和CODMn的去除；生化池的亚硝酸盐氮去除率为20%～50%，在原水氨氮浓度较高时亚硝酸盐氮积累增多；增加生物接触氧化预处理工艺，显著提高了后续混凝沉淀池和砂滤池的除污染效果。关键词：微污染原水 预处理 生物接触氧化

一、专题概况

“污水处理与水工业关键技术研究”是我国“九五”期间设立的国家重点科技攻关项目。该项目由5个课题、21个专题组成，分别由建设部、国家环保总局、中国科学院等6个部委组织实施。“城市供水系统监控和自动化技术设备”（96-909-03-04）是专题之一，由哈尔滨工业大学（原哈尔滨建筑大学）主持。专题下设4个子专题，即

1、安全饮用水的监测仪表；

2、已建水厂集散型计算机监控系统；3新建水厂集散型计算机监控系统；

4、城市供水系统监控技术设备与优化调度研究，分别由哈尔滨工业大学、中国市政工程中南设计研究院、深圳自来水集团公司承担，有广东开平供水集团公司、厦门飞华环保器材有限公司、三门峡市自来水公司等单位参加。该专题工作自1996年至2000年进行，历时5年，参加攻关人员总计约40人，投入经费2374万元。

二、专题设立的指导思想

1、研究的目的和意义

随着社会经济的发展，水对人民生活与生产的影响日益加强，对供水的质量与安全可靠性的要求不断提高，人们也更加重视降低供水系统的能耗，为此，一项重要而有效的措施就是加强供水系统工况的监测，尤其是加强水处理厂各个工艺环节的自动监测与控制。

研究城市供水系统的监控与水厂自动化技术装备，必须考虑中国供水行业的技术特点与经济力量。我国水厂的基本现状是：水工业整体技术水平低，特别缺乏供水系统监控技术与人才；水工业仪表与装备基础薄弱，国产的专用水质在线检测仪表及主要装备性能难以满足供水企业的需要；受社会经济发展水平限制，供水企业经济实力不足，除了少数较大型企业有能力通过贷款等方式引进国外的先进技术与设备、发展供水监控系统外，多数的中水水厂面临的是缺资金、少技术、进口设备买不起、国产设备质量不过关的局面。这些情况决定了发展中国供水行业的现代化不能全盘照搬西方发达国家的经验，要形成有中国特色的技术路线。

为此，本专题的研究目的就是在“八五”攻关成果的基础上，继续发挥已有研究优势，开发出一批适全中国国情的特点的、关键的水质专用检测仪表与装备；总结我国供水系统监控技术经济，参考借鉴国外的先进经济，建成若干有代表性的水厂集散型计算机监控系统示范工程。这一专题的研究将有效地提高供水系统的工作质量及供水的安全可靠性，降低供水成本，推进我国供水系统监控现代化的进程，具有很显著的社会效益与经济效益。

2、国内外技术发展概况及国内需求

国外自60-70年代起开始了供水系统自动监控的研究与应用工作。尤其是自80年代以来，微电子等现代科技高速发展，水工业专用检测仪表与装备不断发展，水工业专用检测仪表与装备不断发展与完善，相应地推动供水系统的自动监控技术有了质的飞跃。加之西方发达国家雄厚经济实力与技术基础，供水系统的自动监控已得到普遍应用。一些水厂已实现全自运行，能对生产工艺的各个环节连续自动地监测、调节、记录、报警等等。这种高度自动化运行的模式是符合西方国情特点的。西方许多国家人力资源紧张，人工费用往往占生产成本构成的比重较大，而仪表设备费相对较低，加之设备质量可靠，高度自动化节省了人力资源也就是获取了较高的经济效益。西方也有相当多的水厂仅对一些影响处理水质及费用关键工艺环节实施自动控制，而对各个工艺阶段的主要水质与运行参数进行自动监测。这是一种经济高效的自动监控方案，值得借鉴。国外的水厂监控普遍采用集散式系统。对各个工艺单元进行分散控制减小了各控制环节之间的干扰，提高了工作的可靠性；对全厂的集中监控，又保证了统一指挥、调度的灵活性。

我国自80年代中后期起，陆续有一些较大型的水厂利用外资建设，同时引进了成套的水厂现代化监控仪表与设备。我国在水厂关键环节——混凝投药控制技术与设备方面实现了流动电流及透光率脉动两种凝控制设备的国产化，并在水厂获得推广应用，取得显著效果，在此方面已居于国际领先水平。水工业的一些专用检测仪表与设备，如在线检测浊度仪、计量投加泵等，也有一些厂家开始生产，但是质量水平与国外产品相对仍有距离，难以满足国内市场需要。我国大多数水厂的监控技术仍是很落后的，基本以人工方式为主，很难适应现代化的要求，一些水厂（包括有些引进设备的水厂）的自动监控基本照搬西方的模式，虽然采用了庞大的自动化系统、投资很大，然而在一些关键环节上的调近代功能并不强。如混凝投药是按原水流量比例控制，不能跟踪响应原水水质等因素变化对药耗的需求；沉淀池排泥用水；传统的处理效果以浊度为指标，存在检测可靠性等问题等等。这种模式并不适应我国相当多的水厂原水水质变化大而快的情况，而谈不上保证水处理系统运行优化，结果水质保证率低，而运行费用高。这些自动监控系统并不完全符合提高水厂技术经济效益这一根本目的。

针对我国的技术经济条件，不同规模水厂迫切需要解决的问题有所不同。近年来建设的较大型的、自动监控水平较高的水厂需要认真总结应用经验，并向优化运行方面发展，为这类水厂自动监控技术的进步提供借鉴与指导。对于众多的中小水厂，经济条件有限，应在坚持国产化、实用化的原则下，着重发展那些对供水质量、运行费用有重要影响的工艺环节的自动监控技术与设备，建立规模适宜的集散型计算机监控系统。

三、专题执行情况

1、安全饮用水的监测仪表

针对现有浊度仪的检测原理、结构形式、以及辅助功能等方面与国外进口产品的差距和实际生产应用的需要，着重在以下几个方面进行了改进与完善。

采用CPU微处理器，可实现各种参数的设置、储存、备份，具有上下限报警、声光批示、线性校正功能，同时可实现时间设定、RS-232通讯接口、信号平滑电子密码锁等多项智能化功能。

采用悬挂式连续采样系统，垂直安装的大直径取样器，具有黑体吸收结构，并实现了产品模具化。通过采用高稳定度的光源与高精度、低漂移的光电转换器，高稳度电源、光学透镜等器件，配备了机械消气泡装置，设置了电路滤波、计算机软件消泡功能。这些措施提高了信号接收的稳定性，解决清洁维护问题。

在技术性、稳定性、线性度及抗干扰性等四个主要方面与美国进口的同类产品进行对比，表明其质量和参数的可靠性均达到满意的水平。

准确度实验表明，表面散射光浊度仪定位准确稳定，线性较好，回收率在98%——102%之间，可见其测定准确度较高。精密度实验表明：同台仪器测定的相对偏差不大于2.5%，不同仪器间的最大偏差不大于1.5%，相对标准偏差（RSD）小于2.0%，均满足浊度测定国家标准方法的要求，同时也表示该种仪器具有很高的精密度，已达到国际先进水平。浊度仪的稳定性、准确性、重要性、绝缘性等主要指标均符合技术要求。

浊度脉动检测仪采用光透射式检测方式，根据光束内颗粒物质数量浓度的变化情况进行检测。有效检测信号输出值为比值的形式，由于电子元器件的老化漂移及透光表面的粘污所

千万的检测信号改变，在两个计算值上产生相同程度影响，其比值R则消除了这些影响，避免了许多光电仪器存在的严重问题，因此具有抗污染性能，在检测过程中不需要进行常规的标定和清洗，具有免清洁、免维护的特点。这是该检测方法的一种独特的性质，也弥补了浊度测定法存在的电子漂移和检测器表面粘污等弊端。R值能够更有效地表达出悬浮液中颗粒物质含量相对数量及其变化情况，弥补了浊度测定方法受颗粒粒径影响大的缺陷。

从以上结果和分析可看出，浊度法更适用于小于1μm的悬浮颗粒。这两种检测方法实现了优势互补，从而使得在整个颗粒粒径范围内都有了有效的颗粒检测方法。

当颗粒大于1.5μm时，浊度脉动法可直接检测ppb级至10个/cm以上范围的颗粒，而

63常规颗粒计数方法在大于10个cm时就必须进行稀释；浊度检测也会因重叠效应产生较大

偏差。浊度脉动检测技术有极大的适用性，一般不需稀释或预处理可直接检测，拓宽了应用范围，大幅度简化了操作程序，更具实用性。

在仪表设计及测试中，采用高性能的远红外激光发射二级管，大幅度稳定光源强度，同时配置高性能光敏二极管，以及高精度电子处理电路，使检测信号的处理精度进一步提高，而且不易受到干扰，信号的波动和飘移程度均低于±2%。对待检测水进行取样时，考虑到流速过低会使絮凝体或悬浮颗粒产生沉淀，而且检滞后时间加大，不利于控制过程；但流速过高会使絮凝体颗粒破碎；一般取样流速应大于100ml/min为宜。

配备进口的智能化功能微电脑控制器，具有自动诊断、自动校准、自动量程转换，误操作及传感器故障自动对策。报警方式有误操作及传感器故障数字显示、声光报警；过投药、欠投药、断药报警；变频器停机及故障报警。整机的关键部件均采用高质量器件，可充分保证仪表的使用寿命。传感器部分为不锈钢材质，采用分体式远传信号传感器，具有密封、防水、耐温等功能，可适用与各种条件恶劣的现场，保证长时间正常使用。

对于低浓度悬浮液，仪器的信号将主要由通过光束的单个颗粒产生，此时浊度脉动检测仪器的运行方式 与基于光阻塞理论的颗粒分析计数仪器的非常相似，可以对清洁水质中的浓度极低的悬浮颗粒物质进行检测。与常规颗粒计数检测仪器进行的平行对比结果表明，浊度脉动检测仪器的检测值与实际颗粒计数值的变化趋势完全相同，而价格要低于常规颗粒计数检测仪器数倍。

由于常规颗粒计数仪器在运行时只能检测某个粒径范围的颗粒，而浊度脉动检测仪可以有效地检测出大于1μm粒粒物质，并且颗粒浓度及粒径都不受限制，所以后者应该更具代表性，更能真实地反映水中颗粒物质相对含量。因而，该检测技术有可能作为一种全新的颗粒物质总体含量的有效检测方法。

浊度脉动检测方法同样可检测颗粒浓度高的悬浮液，此时光束可有数以千计的颗粒，但检测过程不受颗粒浓度的限制，避免了浊度检测法和常规颗粒计数检测法存在的严重重叠效应问题。这是该方法的一个主要优点。

对于水处理工艺的水质来说，颗粒物质只要低于一定的整体水平即可满足，一般不需要知道颗粒数量和粒径的具体数据。因此使用浊度脉动检测方法会更方便、更快捷，而且具有仪器投资少，运行费用低，维护简单等诸多优点。

通过与显微照相和常规颗粒计数检测仪器相结合的检测和对比运行，表明浊度脉动监测仪的确可真实地反映出水中絮凝体和悬浮颗粒物质的相对尺寸及其变化情况，检测结果可以作为一种相对检测指标，提供出水质或混凝状况。932、已建水厂集散型计算机监控系统

本子专题建立了以广东开平供水集团公司振华水厂为基地的示范工程。针对各单元控制系统的可靠性、集散型系统的可扩展性等方面进行了从理论到实际生产实用的多方位、多层次的研究，为已建成水厂集散型计算机监控系统的推广应用奠定了坚实的基础，完成了合同

中要求的各部分内容。

在振华水厂的应用示范表明，开发的这一集成系统稳定可靠，而且操作简单，颇受水厂技术人员的欢迎。

该部分内容已经在本次会议上进行了鉴定，不再详述。

3、新建水厂集散型计算机监控系统

由中国市政工程西南设计院主持完成的这部分任务，对计算机监控进行开发，在河南省三门峡第三水厂是比较典型的应用实例，所以选择这个工程为本研究的示范工程。

水厂计算机监控系统的主要功能为监视，控制和管理。其中控制直接作用于生产过程。为把因计算机监控系统故障造成的对生产过程的影响减小到最低程度，把提高计算机监控系统的安全性和可靠性放在重要的位置上加以考虑。在计算机监控系统结构设计上，采用多台计算机同时工作，各自完成其特定功能的方式，把风险分散。当某一台出现故障时，不影响系统其它功能的完成。同时监视和管理是集中的，以便于生产管理人员及时了解生产全过程的情况，对全厂的生产进行管理。通过现代通讯技术，将多台计算机连接起来形成一个局域计算机网络，从而形成水厂计算机监控系统。系统中有一台核心主控机，它不直接与生产过程中的各种设备连接，而是通过网络收集其它计算机采集的信息，协调其它计算机之间的关系，为集中监视和管理提供界面。它是整个计算机监控系统信息的交汇点。其它计算机则分布在生产过程的各环节，负责相应工艺环节的监视和控制功能的实现。

在功能满足要求的情况下，计算机监控系统能够投入实行运行的关键是能够适应工业现场恶劣的环境。在研制开发计算机监控系统时，对其防尘、抗震、防电压工业现场恶劣的环境。在研制开发计算机监控系统时，对其防尘、抗震、防电压冲击和电磁干扰方面作了充分的考虑。在器件选择面、板布置、连接方式等方面，也都使其尽量满足工业现场平均无故障时间长，易于操作，易于维护更换等要求。通过不断的完善，终于使开发的这套计算机监控系统从实验室走向工业现场，在实际项目中取得成功的应用。

通过示范工程的应用，证明这套计算机控制系统在用于中小规模的水厂中时，仅滤池反冲洗水量就可节约10%，取得较为明显的社会效益和经济效益。

4、城市供水系统监控技术设备与优化调度研究

该部分内容由深圳自来水公司完成。开发了可靠性高、开放性好、适应性强的城市供水监控调度系统。三年多来的运行实践表明，系统的可靠性高：所有软件平台稳定正确运行；室内安装的各类计算机、通信网络设备均一直正常运行；配水管上安装的硬设备除少量压力变送器因元件受损进行过维修外，数据采集器和电台无一故障。所有这些都保证了系统很高的可靠性与可用性。

基于地理信息系统（DIS）平台，进行了优化调度研究。选择了Autodesk作为GIS平台，除价格因素外，主要还由于它具有（相对）较强的管网分析能力、最擅长于进行我们原有的管网基础资料的输入与整饰。已完成了市区配水管网全部图形文件的整饰，二次开发的管网维护、爆管抢修关阀的应用功能已投入使用，包括停水施工方案的决策，效果良好。提交了先进实用的城市供水监控调度系统的集成技术。城市供水监控调度系统的可靠性、开放性、适应性，很大程度上取决于安装在城市供水调度中心这一层次上的软、硬件平台，整个系统的集成就是调度中心的监控系统与水厂、原水泵站、配水管网各分系统间的通信（即，数据交换）集成。本系统采用的、调度中心这一层次上的SCADA平台为澳洲MITS公司的产品——MOSAIC。这是一个开放性很强的SCADA平台。它支持多种操作系统和监控通信协议，有利于用户的硬件平台选择，和对其它监控平台的集成。

调度管理系统工程已具规模，并获得初期效益。选好调度中心这一层次的系统软件平台与相应的计算机、通信等硬设备，实现对一片配水管网、一个水厂和一个泵站监控系统（已建或新建）的集成，形成一定的系统规模并获取初期效益；同时解决对其它片匹配水管网、其它水厂和泵站的全部集成的技术问题，视其监控系统建设的进度，逐一加入调度管理系统。先期建成的调度管理系统在辅助实时调度决策方面发挥了显著作用，为保证安全可靠供水、实现集团公司对社会作出的供水服务承诺，发挥了积极促进作用，取得了显著的社会效益。借助于已具规模的调度管理系统，集团公司调度中心的调度人员方便地进行了对泵站生产状况的远程（约20公里）实时监视，及时作出原水调度决策，始终保证了对宝安水司的正常原水供应。

四、成果转化、产业化情况以及所取得的直接效益和间接效益

课题对高性能浊度检测仪法和浊度脉动检测仪的检测理论、设备研制及应用技术进行了深入研究，研制出了适合中国国情的、从一般浊度到高浊度水的水中颗粒物质检测仪表系统，并实现了设备的工业产品化。浊度仪的产销已形成规模化，浊度脉动检测仪及相关配厌控制系统已多种水质的实际工程中应用，能满足生产中各种苛刻要求，使技术理论、生产应用、技术服务实现了有机结合。在价格方面要比同类进口设备低40--50%。

以浊度脉动监测仪为核心，开发出可靠、实用、精度高的高浊度水和含油污水投药自控系统，首次解决了高浊度水药剂准确投加这一国内外均未解决的难题，是特种工业污水处理系统浊凝投药自动控制技术的一次重大突破。目前已有多套浊度脉动监测仪表用于实际生产的水质检测和处理工艺过程控制中，取得良好的经济效益和社会效益。

水厂集散型计算机监控系统的研究，结合我国国情，发展适合水厂实际管理和操作水平系统和设备，使得在造价上有较为明显的优势，较国外同等条件的PLC控制设备节约投资40——50%，电耗节约40%，滤池节省水量10%，水厂总运行费用节约5--10%，社会效益和经济效益显著。