加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-10-13 23:16
加油(氣)站是交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)和人們現(xiàn)代日常生活中的重要支撐單元,也是公認(rèn)易爆、易燃的火災(zāi)事故防范要地。隨著充電樁引入、非油品業(yè)務(wù)劇增等業(yè)態(tài)改變,加油(氣)站在營運(yùn)時(shí)由于油氣揮發(fā)、泄露在周圍環(huán)境中產(chǎn)生烷烴類可燃?xì)怏w,以及加油(氣)槍、潛油泵(壓縮機(jī))等電氣設(shè)備用電線路連接處接觸不良、線纜或設(shè)備絕緣老化破損引起的串聯(lián)故障電弧,已悄然成為火災(zāi)誘發(fā)的主要因素。常規(guī)基于催化燃燒技術(shù)的烷烴類可燃?xì)怏w(尤其是加氣站中甲烷)檢測方法因存在測量精度低、抗干擾能力弱、易中毒和休眠等缺陷,極易產(chǎn)生誤報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象;常規(guī)基于電弧理論數(shù)學(xué)模型、物理特征診斷等的串聯(lián)故障電弧檢測方法,因受電弧發(fā)生時(shí)電流幅值相對較小易被負(fù)載電流湮沒、隱蔽性和隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)的限制,準(zhǔn)確性不高,也易產(chǎn)生誤報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象。因此,本文針對上述兩個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題——串聯(lián)故障電弧型火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測技術(shù)和甲烷氣體型火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測技術(shù),針對性地進(jìn)行了研究。其主要研究內(nèi)容和成果如下所述。研究了加油(氣)站及其火災(zāi)隱患特點(diǎn),指出火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)對及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患、消除火災(zāi)事故的重要性。分析目前加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢,指出串聯(lián)故障電弧和甲烷氣體的準(zhǔn)確監(jiān)測已...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
交流串聯(lián)故障電弧的電流電壓波形圖
3加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的算法研究19圖3-1巴特沃斯高通濾波器特性Fig.3-1Butterworthhighpassfiltercharacteristics然后將獲得的兩電流波形X、Y實(shí)現(xiàn)互相關(guān)計(jì)算,獲得互相關(guān)函數(shù)XY(m)。但是不同的兩組電流波形由于自身幅值和相位等差異導(dǎo)致獲得的XY(m)大小差異較大,因此,最后對XY(m)進(jìn)行歸一化運(yùn)算獲得互相關(guān)系數(shù)XY,coeff(m),只反映兩電流波形高頻成份間的相似度,取其絕對值的最大值(兩電流波形高頻成份之間最大相似度)作為改進(jìn)型歸一化絕對值最大互相關(guān)系數(shù)A2。具體獲得實(shí)施步驟如下所述。(1)計(jì)算濾波處理獲得電流波形X、Y的互相關(guān)函數(shù)XY(m),具體計(jì)算為()()1*0*,0,0+==kmimiiXYYXXYmRmRmm(3-8)式中:m——電流波形Y相對X延遲的采樣點(diǎn)數(shù)(m=0,1,2,…,k-1);k——一個(gè)工頻周期電流波形的總采樣點(diǎn)數(shù);i+mX——電流波形X的第i+m個(gè)采樣數(shù)值;*iY——電流波形Y的第i個(gè)采樣數(shù)值Yi的復(fù)共軛值;()YXRm——電流波形X相對電流波形Y延遲-m個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)的互相關(guān)函數(shù);()*YXRm——()YXRm的復(fù)共軛值。(2)對互相關(guān)函數(shù)XY(m)進(jìn)行歸一化處理能夠獲得介于-1和1之間的數(shù)值,并通過互相關(guān)系數(shù)XY,coeff(m)進(jìn)行表示,具體計(jì)算為()()()(),100=XYcoeffXYXXYYRmRmRR(3-9)式中:(0)XXR——電流波形X的自相關(guān)函數(shù)最大值;(0)YYR——電流波形Y的自相關(guān)函數(shù)最大值。
5加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析375加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析本節(jié)參照美國UL1699標(biāo)準(zhǔn)搭建串聯(lián)故障電弧監(jiān)測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),完成了低壓單相交流用電回路中兩不同周期電流數(shù)據(jù)的采集,并基于串聯(lián)故障電弧型火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的算法研究進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,驗(yàn)證了串聯(lián)故障電弧識別的準(zhǔn)確性。針對本文設(shè)計(jì)的甲烷氣體型火災(zāi)預(yù)警探測器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,搭建甲烷氣體監(jiān)測系統(tǒng)并完成測量精度、響應(yīng)時(shí)間、重復(fù)性和漂移實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。5.1串聯(lián)故障電弧型火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析5.1.1串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺的建立與數(shù)據(jù)采集(一)串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺的建立基于UL1699標(biāo)準(zhǔn)自主搭建的交流串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺如圖5-1所示,實(shí)物圖如圖5-2所示,其中1為單相交流220V/50Hz的市電電源,用于提供交流電源,2為空氣開關(guān),用于保護(hù)用電回路系統(tǒng),3為電流探頭,具有12MHz帶寬、型號為CP8150A的電流鉗,用于采集電流波形,4為示波器,具有200MHz帶寬、型號為MDO3024的示波器,用于記錄電流波形及數(shù)據(jù),5為電氣負(fù)載,6為電弧發(fā)生器,用于產(chǎn)生電唬1-市電電源2-空氣開關(guān)3-電流探頭6-電弧發(fā)生器4-示波器5-電氣負(fù)載圖5-1交流串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺Fig.5-1TheACseriesfaultarcexperimentalplatform圖5-2交流串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)物圖Fig.5-2PhysicalmapoftheACseriesfaultarcexperimentalplatform
本文編號:3435592
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
交流串聯(lián)故障電弧的電流電壓波形圖
3加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的算法研究19圖3-1巴特沃斯高通濾波器特性Fig.3-1Butterworthhighpassfiltercharacteristics然后將獲得的兩電流波形X、Y實(shí)現(xiàn)互相關(guān)計(jì)算,獲得互相關(guān)函數(shù)XY(m)。但是不同的兩組電流波形由于自身幅值和相位等差異導(dǎo)致獲得的XY(m)大小差異較大,因此,最后對XY(m)進(jìn)行歸一化運(yùn)算獲得互相關(guān)系數(shù)XY,coeff(m),只反映兩電流波形高頻成份間的相似度,取其絕對值的最大值(兩電流波形高頻成份之間最大相似度)作為改進(jìn)型歸一化絕對值最大互相關(guān)系數(shù)A2。具體獲得實(shí)施步驟如下所述。(1)計(jì)算濾波處理獲得電流波形X、Y的互相關(guān)函數(shù)XY(m),具體計(jì)算為()()1*0*,0,0+==kmimiiXYYXXYmRmRmm(3-8)式中:m——電流波形Y相對X延遲的采樣點(diǎn)數(shù)(m=0,1,2,…,k-1);k——一個(gè)工頻周期電流波形的總采樣點(diǎn)數(shù);i+mX——電流波形X的第i+m個(gè)采樣數(shù)值;*iY——電流波形Y的第i個(gè)采樣數(shù)值Yi的復(fù)共軛值;()YXRm——電流波形X相對電流波形Y延遲-m個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)的互相關(guān)函數(shù);()*YXRm——()YXRm的復(fù)共軛值。(2)對互相關(guān)函數(shù)XY(m)進(jìn)行歸一化處理能夠獲得介于-1和1之間的數(shù)值,并通過互相關(guān)系數(shù)XY,coeff(m)進(jìn)行表示,具體計(jì)算為()()()(),100=XYcoeffXYXXYYRmRmRR(3-9)式中:(0)XXR——電流波形X的自相關(guān)函數(shù)最大值;(0)YYR——電流波形Y的自相關(guān)函數(shù)最大值。
5加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析375加油(氣)站火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析本節(jié)參照美國UL1699標(biāo)準(zhǔn)搭建串聯(lián)故障電弧監(jiān)測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),完成了低壓單相交流用電回路中兩不同周期電流數(shù)據(jù)的采集,并基于串聯(lián)故障電弧型火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的算法研究進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,驗(yàn)證了串聯(lián)故障電弧識別的準(zhǔn)確性。針對本文設(shè)計(jì)的甲烷氣體型火災(zāi)預(yù)警探測器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,搭建甲烷氣體監(jiān)測系統(tǒng)并完成測量精度、響應(yīng)時(shí)間、重復(fù)性和漂移實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。5.1串聯(lián)故障電弧型火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析5.1.1串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺的建立與數(shù)據(jù)采集(一)串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺的建立基于UL1699標(biāo)準(zhǔn)自主搭建的交流串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺如圖5-1所示,實(shí)物圖如圖5-2所示,其中1為單相交流220V/50Hz的市電電源,用于提供交流電源,2為空氣開關(guān),用于保護(hù)用電回路系統(tǒng),3為電流探頭,具有12MHz帶寬、型號為CP8150A的電流鉗,用于采集電流波形,4為示波器,具有200MHz帶寬、型號為MDO3024的示波器,用于記錄電流波形及數(shù)據(jù),5為電氣負(fù)載,6為電弧發(fā)生器,用于產(chǎn)生電唬1-市電電源2-空氣開關(guān)3-電流探頭6-電弧發(fā)生器4-示波器5-電氣負(fù)載圖5-1交流串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺Fig.5-1TheACseriesfaultarcexperimentalplatform圖5-2交流串聯(lián)故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)物圖Fig.5-2PhysicalmapoftheACseriesfaultarcexperimentalplatform
本文編號:3435592
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