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加油站电气火灾检测与防控技术的研究
| 论文题名： | 加油站电气火灾检测与防控技术的研究 |
| 关键词： | 加油站;电气火灾;反时限保护;故障电弧;傅里叶变换;自相关算法 |
| 摘要： | 根据公安部消防局发布的2012年-2015年全国火灾年鉴的数据统计，加油站发生电气火灾的比例占其发生总火灾的30％左右，这直接关系到加油站能否安全高效的运营。加油站由于用电负荷大、电缆距离短，很容易发生电气火灾。火灾一旦发生，由于空气中油蒸汽的含量高，其燃烧迅速、极易产生爆炸，可造成大量的人员伤亡和重大的财产损失。因此，本文结合加油站的配电电缆大多数铺设在地下、电缆距离短、用电负荷大等特点，重点研究了加油站电气火灾检测与防控技术中的过流保护和故障电弧保护技术，其主要工作和成果如下所述。 首先，本文研究了加油站电气火灾检测与防控的必要性，对引起加油站电气火灾的原因进行了归纳总结，分析了加油站电气火灾防控技术的研究现状和发展趋势，得出了过流和故障电弧是引发加油站电气火灾的主要原因的结论。 其次，研究了加油站电气火灾检测与防控技术的基础理论与算法。对于过流保护技术，研究了过流保护技术的基本概念、产生的原因及危害和现有的过流保护技术存在的缺陷。针对现有的过流保护动作时间值恒定，不能随着故障电流的改变做出相应的调整，釆用反时限和定时限相结合的保护方法对过流保护技术进行完善，还釆用功率器件代替传统的机械开关来提高保护速度。对于故障电弧保护技术，研究了故障电弧的概念、产生的原因和检测方法。建立了Mayr电弧模型，对故障电弧进行仿真分析，验证了故障电弧发生时电流的非线性，并以此为故障电弧的判断依据，研究了自相关算法和傅里叶变换算法在故障电弧检测中的应用，分析了各自的检测效果。综合考虑，决定选择将傅里叶变换算法应用于故障电弧的检测处理中。 最后，以设计的单相反时限过流式电气火灾防控器和故障电弧电气火灾防控器为基础完成了相关的测试及保护实验。实验结果表明，单相反时限过流式电气火灾防控器能够对过流故障进行准确地检测与防控，其测量结果均在国家相关标准规定的范围内。故障电弧电气火灾防控器对故障电弧进行有效的测量和保护，对相关参数的测量误差不超过±3mA，保护动作定值的误差不超过0.1%、保护动作时间的测量误差不超过50ms。本课题设计的单相反时限过流式电气火灾防控器和故障电弧电气火灾防控器已经应用到中石油河南郑州北四环加油站电气火灾检测与防控系统中，系统运行良好、网络通讯可靠，成功的消除了一次电气火灾，确保了加油站的安全运行，具有非常实用的工程价值。 |
| 作者： | 薛冰 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 赵怀军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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