一种电石炉导电元件故障预警方法与流程

本发明涉及自动化控制领域一种判别电石炉导电元件异常的方法，尤其是一种基于罗氏线圈的电石炉导电元件故障预警方法。

背景技术：

在电石炉生产工艺中，每一台电石炉配套三台变压器及三台电极桶，每一台变压器上七组低压端子分别与电极桶上七组导电夹相连，导电夹在电石炉生产中是变压器与三相电极之间联通的元件，在生产中主要通过导电夹与电极桶联通作功，导电夹与电极桶之间通过的电流随导电夹和电极桶接触的导通性而改变，导通性好，则该导电夹通过的电流在使用中接近各组导电夹正常使用时的平均值，生产比较稳定，利于电石炉生产操作，目前主要存在如下问题：

1、电石炉导电夹监测中，因为电石炉导电夹工作时带电和高电流的特点，无法观察到其内部触点和装置的情况，没有对单个导电夹检测的较好方法，且一般的检测设备难满足安全条件，又因为电石炉电极耦合作功，电极温度高，并有明火，导电夹外部有护屏保护遮挡，导致电石炉电极导电夹一直无法直观有效检测好坏，只能到导电夹完全损坏故障时才能被发现；

2、当导电夹因磨损、掉道脱槽、发热变形等故障时，导电夹与电极桶导通性变差，造成导电夹与电极桶之间发热变形，最后导致导电夹与电极桶脱槽或卷铁皮，严重影响生产并且产生安全隐患。

技术实现要素：

针对上述现有的电石炉导电夹故障检测方法的局限性，本发明的目的在于提供一种利于生产工艺操作、可以实时检测、及时监测故障及提前警示的基于罗氏线圈的一种电石炉导电元件故障预警方法。

一种电石炉导电元件故障预警方法。罗氏线圈是一种采用将导线均匀地绕在截面均匀的非磁性材料框架上，让通有大电流的导线垂直穿过线圈的中心，通过被测载流导体所产生的磁通的变化，感应出能反应被测电流大小的电流信号的测量装置。故利用其工作原理，采用罗氏线圈对变压器输出七组导电夹测量电流，对所测电流大小进行记录，并通过dsp数字信号处理器处理后，经由rs485通讯传输信号转换器上传至集中控制系统或便携式控制器上位机中，通过上位机软件对导电夹电流信号的采集、记录。上个月每日每时采集整点电流数据i-hourr1r、i-hourr2r……i-hourr24r共计24个电流值，进行求和sum(i-hour)，进行平均计算average(i-hour)后作为当日电流数值i-day，上个月每日求得平均值average(i-hour)，分别记为每日平均值i-dayr1r、i-dayr2r、i-dayr3r……i-dayr30r，对上个月每日average(i-hour)进行累计求和得到sum(i-day)，求得上个月每日平均电流值average(i-day)，作为当月每日每时电流采集整点平均值的参考对比值，当月采集方法同上，记每日每时电流平均值average(i-hour’)，将当月当日电流平均值i-day’与上月平均参考比较值average(i-day)进行对比，当偏差小于10%，不提示预警信息；当偏差大于10%，则提示报警“请注意，第n组导电夹异常，请停车检查！”

上述的一种电石炉导电元件故障预警方法，新增罗氏线圈在导电夹前端，利用罗氏线圈测量电石炉单相电极变压器输出侧七组导电夹电流irn初r，分别为七组初始电流ir1初r、ir2初r、ir3初r、ir4初r、ir5初r、ir6初r、ir7初r数据，通过dsp数字信号处理器中微分电压模拟信号和高精度积分器及dsp内核高速矢量运算，获得需要的七组电流irnr，ir1r、ir2r、ir3r、ir4r、ir5r、ir6r、ir7r数据，电量采集器把七组的导电夹电流信号采集起来，经由rs485通讯传输信号转换器上传的集中控制系统或便携式控制器上位机中，通过上位机软件对导电夹对应电流信号数据采集、记录；

上述的一种电石炉导电元件故障预警方法，根据电石炉变压器输出侧电流检测出七组导电夹中第n组导电夹当日平均电流计算值与对应编号导电夹对应上月的日电流平均参考对比值进行对比判断，判断出异常电流的电极导电夹，采用如下计算公式：

sum(irnr-hour)=(irnr-hourr1r)+(irnr-hourr2r)+(irnr-hourr3r)+……+(irnr-hourr24r)

irnr-day=average(irnr-hour)=sum(irnr-hour)÷24

sum(irnr-day)=(irnr-dayr1r)+(irnr-dayr2r)+(irnr-dayr3r)+……+(irnr-dayr30r)

average(irnr-day)=sum(irnr-day)÷30

当月irnr-day’rr与上月average(irnr-day)参考对比值变化率对比：

｜irnr-day’rr-average(irnr-day)｜/average(irnr-day)×100%

(备注以当月实际天数为准)

如上所述的一种电石炉导电元件故障预警方法，判断出异常电流的电极导电夹，当月irnr-day’rr与上月average(irnr-day)偏差与电流参考值对比时，当偏差不大于10%，不提示预警信息；当偏差大于10%，则提示报警“请注意，第n组导电夹异常，请停车检查！”

如上所述的一种电石炉导电元件故障预警方法，判断出异常电流的电极导电夹是否异常时，其偏差的对比值可以根据电石炉、变压器、导电夹等的大小、运行情况、实际生产性能有所不同。

与现有技术相比，因为本发明的显著实质性特点是借助罗氏线圈测量变压器输出侧七组导电夹的电流初始信号并通过dsp数字信号处理器处理，通过每日每时采集计算和每月每日计算出的数据相对较为准确，考虑到了电流因档位、时间、运行周期等的平均电流数据作为对比数据，并可以根据实际情况，对每一时间段的平均值进行对比，这种测量电流的故障预警方法虽然不是唯一方法，但也较为精准可靠且是实时提前预测及判断导电夹故障预警的方法之一，它解决了导电夹完全损坏才能判断故障或异常的问题，使生产运行安全可靠，因此本发明具有突出的进步，可广泛应用于不同工业电石炉的生产过程中对电气元件的检测及控制中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例1的一种电石炉导电元件故障预警方法中变压器、罗氏线圈与导电夹连接示意图；

图2是本发明实施例1的一种电石炉导电元件故障预警方法中罗氏线圈与其他装置连接示意图；

图3是本发明实施例1的一种电石炉导电元件故障预警方法中每日每时电流平均值逻辑方法示意图；

图4是本发明实施例1的一种电石炉导电元件故障预警方法中每月每日电流平均值逻辑方法示意图；

图1中，1为变压器；2为变压器低压输出端子（共7只）；3为导电软连接（共7只）；4为罗氏线圈（共7只）；5为电极桶；6为导电夹（共7只）；

图2中，7为罗氏线圈与dsp数字信号处理器通讯连接线缆；8为dsp数字信号处理器；9为dsp中微分电压模拟信号器；10为dsp中高精度积分器；11为电量采集器；12为rs485通讯传输信号转换器；13为集中控制系统端子排；14为便携式控制器；15为集中控制系统。

具体实施方式

参照附图1－4，本发明实施例1为一种电石炉导电元件故障预警方法。新增加罗氏线圈4在变压器1输出侧与导电夹6前端之间，采用罗氏线圈4对变压器1输出七组导电夹6测量电流irn初r，对所测电流大小进行记录，并通过dsp数字信号处理器8处理后，经由rs485通讯传输信号转换器12上传至集中控制系统15或便携式控制器14上位机中，通过上位机软件对导电夹6电流信号的采集、记录，通过预设程序对导电夹故障异常情况进行预警。上个月每日每时采集整点电流数据i-hourr1r、i-hourr2r……i-hourr24r共计24个电流值，进行求和sum(i-hour)，进行平均计算average(i-hour)后作为当日电流数值i-day，上个月每日求得平均值average(i-hour)，分别记为每日平均值i-dayr1r、i-dayr2r、i-dayr3r……i-dayr30r，对上个月每日average(i-hour)进行累计求和得到sum(i-day)，求得上个月每日平均电流值average(i-day)，作为当月每日每时电流采集整点平均值的参考对比值，当月采集方法同上，记每日每时电流平均值average(i-hour’)，将当月当日电流平均值i-day’与上月平均参考比较值average(i-day)进行对比，当偏差小于10%，不提示预警信息；当偏差大于10%，则提示报警“请注意，第n组导电夹异常，请停车检查！”

上述的一种电石炉导电元件故障预警方法，新增罗氏线圈4在变压器1输出侧与导电夹6前端之间，利用罗氏线圈4测量电石炉单相电极变压器1输出侧七组导电夹6电流irn初r，分别为七组初始电流ir1初r、ir2初r、ir3初r、ir4初r、ir5初r、ir6初r、ir7初r数据，通过dsp数字信号处理器8中微分电压模拟信号9和高精度积分器10及dsp内核高速矢量运算，获得需要的七组电流irnr，ir1r、ir2r、ir3r、ir4r、ir5r、ir6r、ir7r数据，电量采集器11把七组的导电夹电流信号采集起来，通过rs485通讯传输信号转换器12上传到集中控制系统15或便携式控制器14上位机中，通过上位机软件对导电夹对应电流信号数据采集、记录；

本发明实施例1获得的第一组导电夹上个月第一天整点电流ir1r数据为：(ir1r-hourr1r)=7330a，(ir1r-hourr2r)=7670a，(ir1r-hourr3r)=7450a，(ir1r-hourr4r)=7589a，(ir1r-hourr5r)=7279a，(ir1r-hourr6r)=7565a，(ir1r-hourr7r)=7393a，(ir1r-hourr8r)=7250a，(ir1r-hourr9r)=7960a，(ir1r-hourr10r)=7434a，(ir1r-hourr11r)=7890a，(ir1r-hourr12r)=7310a，(ir1r-hourr13r)=7890a，(ir1r-hourr14r)=7312a，(ir1r-hourr15r)=7735a，(ir1r-hourr16r)=7345a，(ir1r-hourr17r)=7595a，(ir1r-hourr18r)=7332a，(ir1r-hourr19r)=7232a，(ir1r-hourr20r)=7330a，(ir1r-hourr21r)=7560a，(ir1r-hourr22r)=7780a，(ir1r-hourr23r)=7452a，(ir1r-hourr24r)=7228a，电量采集器11把七组的导电夹电流信号采集起来，经由rs485通讯传输信号转换器12上传到集中控制系统15或便携式控制器14上位机中，通过上位机软件对导电夹对应电流信号数据采集、记录；

上述的一种电石炉导电元件故障预警方法，根据电石炉变压器1输出侧电流计算出第一组导电夹当日平均电流计算值与第一组导电夹对应上月的电流平均参考对比值进行对比判断，判断出异常电流的电极导电夹，采用如下计算公式：

上月每日每时电流求平均值得：

sum(ir1r-hour)=(ir1r-hourr1r)+(ir1r-hourr2r)+(ir1r-hourr3r)+……+(ir1r-hourr24r)=179911a

ir1r-day=average(ir1r-hour)=sum(ir1r-hour)÷24=7496a

如上述方法上月每日电流求平均值得：

sum(ir1r-day)=(ir1r-dayr1r)+(ir1r-dayr2r)+(ir1r-dayr3r)+……+(ir1r-dayr30r)=225880a

average(ir1r-day)=sum(ir1r-day)÷30=7529a

当月ir1r-day’rr与上月average(ir1r-day)参考对比值变化率对比：如第一组导电夹第一日电流平均值ir1r-dayr1r’=7800a，上月对比值average(ir1r-day)=7529a

｜ir1r-dayr1r’rr-average(ir1r-day)｜÷average(ir1r-day)×100%=｜7800-7529｜÷7529×100%=3.6%

如上所述的一种电石炉导电元件故障预警方法，判断出异常电流的电极导电夹，当月i-day’rr与上月average(i-day)偏差与电流参考值对比时，对比值为3.6%，小于10%，则系统设置不进行异常提示。

实施例2与实施例1的不同之处在于通过罗氏线圈测量电石炉单相电极导电夹第二组上个月第三天整点电流ir2r数据为、(ir2r-hourr1r)=7360a，(ir2r-hourr2r)=8670a，(ir2r-hourr3r)=8450a，(ir2r-hourr4r)=8689a，(ir2r-hourr5r)=7899a，(ir2r-hourr6r)=6665a，(ir2r-hourr7r)=7693a，(ir2r-hourr8r)=8650a，(ir2r-hourr9r)=7860a，(ir2r-hourr10r)=7834a，(ir2r-hourr11r)=8760a，(ir2r-hourr12r)=7670a，(ir2r-hourr13r)=7778a，(ir2r-hourr14r)=7812a，(ir2r-hourr15r)=8735a，(ir2r-hourr16r)=8545a，(ir2r-hourr17r)=8598a，(ir2r-hourr18r)=8523a，(ir2r-hourr19r)=8728a，(ir2r-hourr20r)=7398a，(ir2r-hourr21r)=8569a，(ir2r-hourr22r)=8836a，(ir2r-hourr23r)=8526a，(ir2r-hourr24r)=7633a，电量采集器11把七组的导电夹电流信号采集起来，通过rs485通讯传输信号转换器12上传到集中控制系统15或便携式控制器14上位机中，通过上位机软件对导电夹对应电流信号数据采集、记录；

上述的一种电石炉导电元件故障预警方法，根据电石炉变压器输出侧电流计算出第二组导电夹当日平均电流计算值与第二组导电夹对应上个月的电流平均参考对比值进行对比判断，判断出异常电流的电极导电夹，采用如下计算公式：

上月每日每时电流求平均值得：

sum(ir2r-hour)=(ir2r-hourr1r)+(ir2r-hourr2r)+(ir2r-hourr3r)+……+(ir2r-hourr24r)=195881a

ir2r-dayr3r=average(ir2r-hour)=sum(ir2r-hour)÷24=8162a

如上述方法上月每日电流求平均值得：

sum(ir2r-day)=(ir2r-dayr1r)+(ir2r-dayr2r)+(ir2r-dayr3r)+……+(ir2r-dayr30r)=245890a

average(ir2r-day)=sum(ir2r-day)÷30=8196a

ir2r-day’rr与average(ir2r-day)参考对比值变化率对比：如果第二组导电夹当月第三日电流平均值ir2r-dayr2r’=9223a，与上个月average(ir2r-day)=8196a

｜ir2r-dayr2r’rr-average(ir2r-day)｜÷average(ir2r-day)×100%=｜9223-8196｜÷8196×100%=12.5%

如上所述的一种电石炉导电元件故障预警方法，判断出异常电流的电极导电夹，当ir2r-dayr2r’rr与average(ir2r-day)偏差与电流参考值对比时，偏差值为12.5%，大于10%，则提示报警“请注意，第二组导电夹异常，请停车检查！”。

如上所述的一种电石炉导电元件故障预警方法，判断出异常电流的电极导电夹是否异常时，其偏差的对比值可以根据电石炉、变压器、导电夹等的大小、运行情况、实际生产性能有所不同。

与现有技术相比，本发明主要是借助罗氏线圈测量变压器输出侧七组导电夹的电流初始信号并通过dsp数字信号处理器处理，使用电量采集器将七组的导电夹电流信号采集，仅对预测方法和相关硬件装置作了部分改进，其它与已有技术相同。