加油（气）站火灾预警监测关键技术的研究及应用
发布时间：2021-10-13 23:16
加油（气）站是交通运输产业和人们现代日常生活中的重要支撑单元,也是公认易爆、易燃的火灾事故防范要地。随着充电桩引入、非油品业务剧增等业态改变,加油（气）站在营运时由于油气挥发、泄露在周围环境中产生烷烃类可燃气体,以及加油（气）枪、潜油泵（压缩机）等电气设备用电线路连接处接触不良、线缆或设备绝缘老化破损引起的串联故障电弧,已悄然成为火灾诱发的主要因素。常规基于催化燃烧技术的烷烃类可燃气体（尤其是加气站中甲烷）检测方法因存在测量精度低、抗干扰能力弱、易中毒和休眠等缺陷,极易产生误报漏报现象;常规基于电弧理论数学模型、物理特征诊断等的串联故障电弧检测方法,因受电弧发生时电流幅值相对较小易被负载电流湮没、隐蔽性和随机性强等特点的限制,准确性不高,也易产生误报漏报现象。因此,本文针对上述两个关键性技术问题——串联故障电弧型火灾预警监测技术和甲烷气体型火灾预警监测技术,针对性地进行了研究。其主要研究内容和成果如下所述。研究了加油（气）站及其火灾隐患特点,指出火灾预警系统对及时发现火灾隐患、消除火灾事故的重要性。分析目前加油（气）站火灾预警系统的特点及发展趋势,指出串联故障电弧和甲烷气体的准确监测已...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交流串联故障电弧的电流电压波形图
3加油（气）站火灾预警监测关键技术的算法研究19图3-1巴特沃斯高通滤波器特性Fig.3-1Butterworthhighpassfiltercharacteristics然后将获得的两电流波形X、Y实现互相关计算，获得互相关函数XY(m)。但是不同的两组电流波形由于自身幅值和相位等差异导致获得的XY(m)大小差异较大，因此，最后对XY(m)进行归一化运算获得互相关系数XY,coeff(m)，只反映两电流波形高频成份间的相似度，取其绝对值的最大值（两电流波形高频成份之间最大相似度）作为改进型归一化绝对值最大互相关系数A2。具体获得实施步骤如下所述。（1）计算滤波处理获得电流波形X、Y的互相关函数XY(m)，具体计算为()()1*0*,0,0+==kmimiiXYYXXYmRmRmm（3-8）式中：m——电流波形Y相对X延迟的采样点数（m=0,1,2，…，k-1）；k——一个工频周期电流波形的总采样点数；i+mX——电流波形X的第i+m个采样数值；*iY——电流波形Y的第i个采样数值Yi的复共轭值；()YXRm——电流波形X相对电流波形Y延迟-m个采样点数的互相关函数；()*YXRm——()YXRm的复共轭值。（2）对互相关函数XY(m)进行归一化处理能够获得介于-1和1之间的数值，并通过互相关系数XY,coeff(m)进行表示，具体计算为()()()(),100=XYcoeffXYXXYYRmRmRR（3-9）式中：(0)XXR——电流波形X的自相关函数最大值；(0)YYR——电流波形Y的自相关函数最大值。
5加油（气）站火灾预警监测实验与数据分析375加油（气）站火灾预警监测实验与数据分析本节参照美国UL1699标准搭建串联故障电弧监测实验系统，完成了低压单相交流用电回路中两不同周期电流数据的采集，并基于串联故障电弧型火灾预警监测关键技术的算法研究进行数据处理分析，验证了串联故障电弧识别的准确性。针对本文设计的甲烷气体型火灾预警探测器进行实验研究，搭建甲烷气体监测系统并完成测量精度、响应时间、重复性和漂移实验验证。5.1串联故障电弧型火灾预警监测实验与数据分析5.1.1串联故障电弧实验平台的建立与数据采集（一）串联故障电弧实验平台的建立基于UL1699标准自主搭建的交流串联故障电弧实验平台如图5-1所示，实物图如图5-2所示，其中1为单相交流220V/50Hz的市电电源，用于提供交流电源，2为空气开关，用于保护用电回路系统，3为电流探头，具有12MHz带宽、型号为CP8150A的电流钳，用于采集电流波形，4为示波器，具有200MHz带宽、型号为MDO3024的示波器，用于记录电流波形及数据，5为电气负载，6为电弧发生器，用于产生电唬1-市电电源2-空气开关3-电流探头6-电弧发生器4-示波器5-电气负载图5-1交流串联故障电弧实验平台Fig.5-1TheACseriesfaultarcexperimentalplatform图5-2交流串联故障电弧实验平台实物图Fig.5-2PhysicalmapoftheACseriesfaultarcexperimentalplatform
本文编号：3435592
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交流串联故障电弧的电流电压波形图
3加油（气）站火灾预警监测关键技术的算法研究19图3-1巴特沃斯高通滤波器特性Fig.3-1Butterworthhighpassfiltercharacteristics然后将获得的两电流波形X、Y实现互相关计算，获得互相关函数XY(m)。但是不同的两组电流波形由于自身幅值和相位等差异导致获得的XY(m)大小差异较大，因此，最后对XY(m)进行归一化运算获得互相关系数XY,coeff(m)，只反映两电流波形高频成份间的相似度，取其绝对值的最大值（两电流波形高频成份之间最大相似度）作为改进型归一化绝对值最大互相关系数A2。具体获得实施步骤如下所述。（1）计算滤波处理获得电流波形X、Y的互相关函数XY(m)，具体计算为()()1*0*,0,0+==kmimiiXYYXXYmRmRmm（3-8）式中：m——电流波形Y相对X延迟的采样点数（m=0,1,2，…，k-1）；k——一个工频周期电流波形的总采样点数；i+mX——电流波形X的第i+m个采样数值；*iY——电流波形Y的第i个采样数值Yi的复共轭值；()YXRm——电流波形X相对电流波形Y延迟-m个采样点数的互相关函数；()*YXRm——()YXRm的复共轭值。（2）对互相关函数XY(m)进行归一化处理能够获得介于-1和1之间的数值，并通过互相关系数XY,coeff(m)进行表示，具体计算为()()()(),100=XYcoeffXYXXYYRmRmRR（3-9）式中：(0)XXR——电流波形X的自相关函数最大值；(0)YYR——电流波形Y的自相关函数最大值。
5加油（气）站火灾预警监测实验与数据分析375加油（气）站火灾预警监测实验与数据分析本节参照美国UL1699标准搭建串联故障电弧监测实验系统，完成了低压单相交流用电回路中两不同周期电流数据的采集，并基于串联故障电弧型火灾预警监测关键技术的算法研究进行数据处理分析，验证了串联故障电弧识别的准确性。针对本文设计的甲烷气体型火灾预警探测器进行实验研究，搭建甲烷气体监测系统并完成测量精度、响应时间、重复性和漂移实验验证。5.1串联故障电弧型火灾预警监测实验与数据分析5.1.1串联故障电弧实验平台的建立与数据采集（一）串联故障电弧实验平台的建立基于UL1699标准自主搭建的交流串联故障电弧实验平台如图5-1所示，实物图如图5-2所示，其中1为单相交流220V/50Hz的市电电源，用于提供交流电源，2为空气开关，用于保护用电回路系统，3为电流探头，具有12MHz带宽、型号为CP8150A的电流钳，用于采集电流波形，4为示波器，具有200MHz带宽、型号为MDO3024的示波器，用于记录电流波形及数据，5为电气负载，6为电弧发生器，用于产生电唬1-市电电源2-空气开关3-电流探头6-电弧发生器4-示波器5-电气负载图5-1交流串联故障电弧实验平台Fig.5-1TheACseriesfaultarcexperimentalplatform图5-2交流串联故障电弧实验平台实物图Fig.5-2PhysicalmapoftheACseriesfaultarcexperimentalplatform
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