无线测温技术方案通用型.

杭州休普电子技术有限公司 技术方案 0 无线测温技术方案 用于变电站高压电器触头 接点等 技技 术术 方方 案案 20102010 年年 5 5 月月 此技术方案为通用型技术方案 具体情况视具体工程而定 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 1 目目 录录 一 概 述 3 1 高压开关柜实行温度在线监测的必要性 3 2 杭州休普电子技术有限公司无线测温系统简介 4 二 系统设计依据及实施标准 5 1 系统设计原则 5 2 国家有关的设计规范 标准 5 3 国际有关的设计规范 标准 5 三 系统技术方案设计说明 6 1 系统工作原理及构成 6 2 设备清单 6 3 系统特点 7 3 1 系统采用分层 分散式结构 7 3 2 高可靠性 7 3 3 免维护性能 8 3 4 稳定可靠的测温模块 8 3 5 简便可靠的报警方式 8 3 6 传感器超低功耗设计 8 3 7 安装简化 8 3 8 产品的独创性 9 4 技术参数及软件 9 4 1 技术参数 10 4 2 软件功能 10 四 系统安装方案 11 安装设备总计 11 安装时间 11 安装人员 11 安装前准备 11 传感器安装及方式 12 五 售后服务及其他 12 5 1 技术支持与服务 12 5 2 电话支持服务 13 5 3 现场维护服务 13 5 4 设备维修服务 13 5 5 技术支持服务 13 5 6 保修登记 13 5 7 人员培训 13 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 2 一 概一 概 述述 1 1 高压开关柜实行温度在线监测的必要性 高压开关柜实行温度在线监测的必要性 在电力系统中 温度是表征一次设备运行正常的一个重要参数 尤其是一次设 备的开断接触点 由于设备制造的原因 设备受环境污染的原因 设备长期运行 严惩重超载运行 触点氧化 电弧冲击等原因造成接触电阻增大 因此在运行时往 往不断发热 温度不断上升 给设备安全运行埋下了隐患 如果不及时发现 容易 导致起火或爆炸 造成大量的财产损失 这一现象在负荷增长较快的地区显得尤为 普遍 随着电网的发展和设备技术的提高 10 35kV 系统开关柜在电网中已大量使 用 而现代电力系统对电能质量的要求又越来越高 相应地对高压开关柜的可靠性 也提出了更高的要求 而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题 由于开关柜体的密闭性 在一些负荷较重的地区 存在开关柜的温升超标问题 闭 式高压开关柜的一次设备分布在 3 个相互独立的隔室内 分别是开关室 母线室 出线室 按有关的规程要求 除实现电气连接 控制 通风而必须在隔板上开孔外 所有隔室呈封闭状态 在开关室内的主开关上一般有 6 个主插头 有 18 个流过负 荷电流的连接点 在出线室有连接出线电缆的 3 个主接头与连接旁路刀闸的十几个 接点 以上所说连接点直接流过负荷电流 当负荷较大时存在隐患的连接点就会发 热 由于发热点在密封柜内 运行中的柜门禁止打开 值班人员无法通过正常的监 视手段发现发热缺陷 开关柜的温升超标 直接影响设备的安全稳定运行 而且 过热问题是一个不断发展的过程 如果不加以控制 过热程度会不断加剧 并对绝 缘件的性能及设备寿命产生很大的影响 目前 对电力系统内部使用的开关柜 确保都通过型式试验 运行中 负荷通 常都不会达到开关柜的设计满容量 温升问题应该不会很突出 但是实际情况并不 尽然 开关柜内部实际温升情况 尤其是母线排连接等部位 通常总是比型式试验 测出的数据高 主要有以下几点原因 1 型式试验测得数据通常在试验室完成 持续时间不长 一般不超过 8h 不具备温升累积效应 不能等同于长期运行并持续发热的设备 2 不同金属的膨胀效应不同 钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质 铝质母 线小得多 尤其是螺栓型设备接头 在运行中随着负荷电流及温度的变化 其铝或 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 3 铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变 也就是金属在压力的作用下缓慢的 塑性变形 蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系 实践证明 当接头处的运 行工作温度超过 80 时 接头金属将因过热而膨胀 使接触表面位置错开 形成微 小空隙而氧化 当负荷电流减小温度降低回到原来接触位置时 由于接触面氧化膜 的覆盖 不可能是原安装时金属间的直接接触 每次温度变化的循环所增加的接触 电阻 将会使下一次循环的热量增加 所增加的温度又使接头的工作状况进一步变 坏 因而形成恶性循环 3 连接部位紧固螺栓压力不当 部分安装或检修人员在导体连接上认为连 接螺栓拧得愈紧愈好 其实不然 特别是铝质母线 弹性系数小 当螺母的压力达 到某个临界压力值时 若材料的强度差 再继续增加不当的压力 将会造成接触面 部分变形隆起 反而使接触面积减少 接触电阻增大 从而影响导体接触效果 4 选用的导体材料电导率不满足要求 多数属于导体原材料纯度不够 5 现场的其它因素 比如可能存在安装检修工艺不当 如母线在加工 连 接 安装过程中 对母线接触表面处理不到位 不平整 不光滑 没有涂专用电力 脂等 导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热 因此 电力设备测温越来越得到大家的认可和重视 温度指标也将成为电力 系统遥测的重要数据 封 2 2 杭州休普电子技术有限公司无线测温系统简介 杭州休普电子技术有限公司无线测温系统简介 杭州休普电子技术有限公司无线测温系统采用先进成熟的传感技术和独特先 进的无线通讯技术进行高压隔离和信号传输 利用其固有的绝缘性和抗电磁场 干扰性能 从根本上解决了高压开关柜内触点运行温度不易监测的难题 具有 极高的可靠性和安全性 隔离彻底 价格低廉 安装简便 可以安装到每台高 压开关柜上 数据可以直接显示读取 也可无线传输记录入电力网络系统 实 现远程预警功能 该系统具有如下使用特点 1 在线测量 实时监测触点温度 数据可远程传输接入自动化系统 2 测量点和接收点无直接联系 无绝缘问题 3 不受日光或其他光照影响 4 安装简便安全 一次完成 无需任何其他操作 5 综合价格低 免维护 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 4 二 系统设计依据及实施标准二 系统设计依据及实施标准 1 1 系统设计原则系统设计原则 根据实际应用为出发点 并考虑到系统投资的长期效益 对系统进行优化设计 设计原则如下 1 实用性实用性 设计时重点考虑系统的实用性 注重系统的综合能力和总体性能 2 可靠性可靠性 系统采用先进成熟的传感技术 数字编码方式的无线传输技术和 独特先进的无线通讯技术进行高压隔离和信号传输 解决了无线信号的相 互干扰和数据传输的纠错问题 读数准确 可靠性高 3 开放性开放性 考虑到系统投资的长期效益 在线监测系统中各产品符合工业标 准以及有关国家标准和行业规约等 满足系统的可扩容性和可移植性 4 先进性 先进性 系统采用无线 485 总线 以太网相结合的通讯方式 使系统的扩 展和与其它网络互连变得非常方便 柜内测温 柜外接收 可任意增 减 测点达到改造和扩建的目的 2 2 国家有关的设计规范 标准国家有关的设计规范 标准 安全防范工程程度与要求 GA T75 9 4 计算机软件开发规范 GB8566 88 电业安全工作规程 DL 108 91 电磁兼容 试验测量技术 GB T 17626 信息技术设备的无线电干扰极限值及测量方法 GB 9254 电磁兼容电磁兼容 通用标准通用标准 工业环境的发射标准工业环境的发射标准 GB T117799 4 电磁兼容 通用标准 工业环境中的抗扰 GB T17799 2 3 3 国际有关的设计规范 标准国际有关的设计规范 标准 ITU T 国际电话电报咨询委员会 ISO 国际标准化组织 IEEE 美国电子与电气工程师协会 GB 中华人民共和国国家标准 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 5 GBJ42 81 工业企业通信设计规范 IETE Internet 工程任务小组 三 系统技术方案设计说明三 系统技术方案设计说明 1 1 系统工作原理及构成 系统工作原理及构成 通过无线温度传感器的单片微处理器控制将被测设备温度转换成数字信号 再通过无线发射接收模块传递至无线温度显示仪 微处理器将采集到的温度信息 通过存储芯片送 LCD 显示器显示 通过 GPRS 或者 RS485 通讯模块上传到上位机 上位管理单元可接入自动化管理系统或直接将数据远传至局中心 2 2 设备清单 设备清单 本次在线测温装置原则上安装情况如下 具体要求根据客户情况而定 具体柜号为 设备名称数量手车上 下动 触头铜排六点 电缆搭接头 三点 穿墙套管与主母排 连接头三点 35KV 主变开关柜 35KV 馈线 35KV 母线 PT 1 主变进线断路器柜 1 主变隔离柜 2 主变进线断路器柜 2 主变隔离柜 10KV 母连柜 10KV 隔离柜 10KV 母线压变 10KV 出线 10KV 电容器柜 所用变 柜面总计 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 6 总计 具体温度传感器的配置点客户可根据实际情况进行自由配置 序号设备名称单位厂家 数量 1温度传感器只 杭州休普电子 技术有限公司 2温度接收显示仪台 杭州休普电子 技术有限公司 3通讯接口软件套 杭州休普电子 技术有限公司 3 3 系统特点 系统特点 3 1 系统采用分层 分散式结构 系统采用分层 分散式结构 分层 该系统分为两层 数据采集层 由无线温度传感器和无线温度显示仪组 成 和管理层 数据采集层设备负责数据采集 通讯层通过以太网方式将数据传 输到计算机管理层 计算机管理层实现站级协调 优化控制和当地监测功能 同时 实现与远方调度中心的通信 分布 通讯层以站内无线测温显示仪为对象 面向综合分析变电站对信息的采 集要求 分布式配置个独立变电站 各站完全独立 通过先进的以太网通讯技术计 算机管理后台相联 分散 数据采集层以站内一次设备的刀闸或连接点为对象 可选择就地安装在 所需监测对象上 做到地理位置上的分散 这样分层 分布 分散式的系统具有明显的优点 提高了系统可靠性 任一部分设备有故障时 只影响局部 站内甚至没有二次电缆 或仅一根 485 线 节省了投资 也简化了施工 与维护 提高了系统可扩展性和灵活性 既适用于新建变电站 也适用于老站改造 数据采集层设备之间无任何连线 提高了一次设备的安全性和可靠性 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 7 3 2 高可靠性高可靠性 系统采用先进成熟的传感技术 数字编码方式的无线传输技术和独特先进的无 线通讯技术进行高压隔离和信号传输 解决了无线信号的相互干扰问题和数据传输 的纠错问题 读数准确 可靠性高 传感器内部经过特殊工艺处理 本身不但具有 良好的绝缘性还具有极强的抗电磁干扰能力 保证了设备运行的可靠性和安全性 不会对一次设备产生任何干扰和影响 3 3 免维护性能免维护性能 系统部件在运行时均能进行在线自检 温度传感器在每次测量时会进行自校准 整个测温网络 因采用总线型网络拓朴结构而变得非常有效和可靠 在系统正常运 行时无需人工维护 实现无人值班 3 4 稳定可靠的测温模块稳定可靠的测温模块 智能测温模块采用无线通讯技术传输温度信号 温度信号从测温模块到通讯模 块不需要任何接线 无任何绝缘安全问题 温度传感器能够安装到带电物体的表面 直接测量带电物体的温度 测温准确 可靠 精度高 不受其他因素的影响 3 5 简便可靠的报警方式简便可靠的报警方式 温度数据发送时间间隔 30 秒 300 秒 和温度报警阀值可由上位机软件设定 上位机直接发下行命令给温度显示仪 温度显示仪以无线方式直接设定和更改温度 传感器测量时间间隔和报警值 实现双向智能化 极大方便了工作人员处理不同情 况时的监控要求 当发生报警时 监测计算机能自动记录并显示出报警时间 报警 测点名称和报警状态 所有的报警信息都被记录在数据库中 以备查阅 3 6 传感器超低功耗设计传感器超低功耗设计 温度传感器由于安装位置特殊 装上后很难有机会卸下 那么电源效率是设计 考虑的关键因素 杭州休普电子技术有限公司传感器采用超低功耗设计 定时发送 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 8 与超温报警主动发送相结合 保证了温度超标不漏测 传感器使用双备份电池供电 供电时间为 5 8 年 甚至长达 10 年 可更换 3 7 安装简化安装简化 传感器固定安装 杭州休普电子技术有限公司无线测温系统独特的设计模式 为 系统安装省去了冗长繁琐的连线 也不受时间 安装人员专业技能的限制 简洁方 便 现场安装如下 当安装于动触头上时 可以将该开关柜的手车拉出 在动触头 上直接安装测温电路 包括感温探头 这时只将该开关柜所处的线路停电即可 无需母线停电 安装完毕后 将手车推入开关柜内即可 3 8 产品的独创性产品的独创性 1 传感器电路与结构特殊设计 可以在强磁场和大电流 高温情况下保持数据稳 定 且传输距离不受影响 2 在保证低功耗情况下传感器发射信号绕射能力强 开关柜内传出可达 100 米 温度显示仪安装在柜外任何方便的地方 如墙面等等 有效距离为 100 米 无须 在开关柜门上开孔 实现真正意义上的无线 3 在直经小于 200 米的区域 只需一个温度显示仪即可 增加和移动传感器无需 另外加装温度显示仪 扩容灵活 不受分组限制 4 系统通过 GPRS 或者 RS485 直接接入主控电脑 主控电脑可 Web 发布数据 5 测温传感器使用电池供电 采用独特的超低功耗设计 在 30 秒发送状态下 电池供电时间为 5 8 年 且更换简单 6 现场安装简单灵活 无须布线 4 4 技术参数及软件 技术参数及软件 系统功能系统功能 a 测温范围 0 150 温度精度 1 测量分辨率为 1 b 无线传输距离 有阻挡情况 50 200 米内 功率 最大 20mW c 装置有强抗干扰能力 测量数据稳定可靠 d 装置有温度实时显示 显示各个测温点的当前时刻的温度值 软件有各个测温 点的当前一段时间内的温度曲线 温度的报警 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 9 e 装置应有预防报警和事故报警 现场报警时声音报警 软件报警有文字报警和 声音报警 f 以太网方式将数据传输到计算机管理层 实现站级协调 优化控制和当地监测 功能 同时实现与远方调度中心的通信 4 1 技术参数技术参数 频率范围430MHz 免申请 传输距离50m 200m 数据速率 2400bps 发射电流 11mA 睡眠电流 2 A 工作电压1 9 3 6V 最大发射功率 20dm 测量温度0 150 测量精度 1 测量时间间隔 30 秒 300 秒 具体由当前温度值决定 温度越高发送越快 报警温度设定B 键开关设置 任意调节 无线温度传感器 外形尺寸 160 160mm 频率范围433MHz 免申请 传输距离 200m 电源220V 10 50Hz 直流可订制 485 通讯波特率 2400bps 无线温度显示仪 LCD 液晶显示5 1 寸液晶显示 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 10 4 2 软件功能软件功能 软件具有在线采集 监测 分析现场温度的功能 并生成温度曲线 保障在高 压母线发生事故之前做出处理 主要功能如下 1 可将采集到的温度数据按所属变电站 开关柜以及线路进行分别显示 具有设 备自检功能 可以对母线的参数和系统监测参数进行配置管理 对用户身份进行分 级管理方便工作人员对每一级的情况进行掌控 系统采用无线 485 总线 以太网 相结合的通讯 数据采用专用服务器存储 管理系统使用微软 SQL SERVER7 0 2 软件具有在线采集 监测 分析现场温度的功能 并生成温度曲线 保障在高 压母线发生事故之前作出处理 设定温度报警阀值 如采集到的温度数据高于此报 警阀值 则在客户端弹出报警窗口 提示工作人员采取必要措施 3 显示电力一次系统图 输出电气设备工况实用图形报表 输出实时 历史电气 接点温度曲线 电气设备部件异常温升隐患或故障事件数据记录可靠详细 具有直 接显示实时温度数据和最高温度数据的功能 也可查询某个时间段的历史数据 并 绘制曲线 以图形化的方式反映状态量的变化情况 时间跟踪 温度趋势分析及打 印功能 记录 备份十分方便 4 可通过软件远程调节下位机和温度传感器的温度报警阀值和测量时间 四四 系统安装方案系统安装方案 安装设备总计安装设备总计 序号设备名称单位型号 数量 1温度传感器只 杭州休普电子 技术有限公司 2温度接收显示仪台 杭州休普电子 技术有限公司 3通讯软件套 杭州休普电子 技术有限公司 安装时间安装时间 a 2010 年 月 日至 2010 年 月 日 总计两个工作日 每段母线安装 4 小时 b 2010 年 月 日软件安装调试 与用户交接培训 总计一至两个工作日 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 11 安装人员安装人员 1 厂方技术人员共 2 人 2 安装当天需用户方提供配合人员 2 名 负责协调安装 安装前准备安装前准备 1 用户方提供 220v 电源线与接收仪相连 2 用户指定计算机一台 安装软件 五 售后服务及其他五 售后服务及其他 5 15 1 技术支持与服务技术支持与服务 对于我公司所设计施工的系统及我公司销售的设备我们保证用户能够得到整个 系统的终身技术支持和服务 在服务速度上 我们承偌 在用户系统出现故障时 我们在最短时间内响应 在有关系统设备到货前 我们将指派专门人员前往用户现场 做好设备安装的 先期准备工作 以使系统设备运行在一个良好的工作环境 并将与用户协调有关系 统的安装调试工作 在系统设备到货后 我们的有关人员将与用户一起对设备进行检查验收 并实 施现场的安装调试工作 以便及时解决万一在发货过程中存在的差错 对于用户的专业人员我们将进行技术培训 使其熟悉系统运行环境 并对设备 的性能和使用方法有详细的了解 作为技术支持重要部分 我们还将为用户提供最佳的系统升级服务 并确保技 术的先进性与应用适用发展趋势 随时能够为用户提供系统的扩展能力 以满足用 户日益发展的要求 升级后的系统有良好的性能价格比 经济性 5 25 2 电话支持服务电话支持服务 客户的系统管理员或系统管理维护人员随时可与我公司直接电话联系 由我们 的工程师和软件工程师通过电话向用户提供专业的技术咨询 以最快的速度解决用 户网络系统中出现的问题 并提供全天候 无周末 1 小时响应服务 5 35 3 现场维护服务现场维护服务 当我们的工程师通过电话无法及时排除问题时 我们会迅速派遣工程师并带所 需一切工具来到现场进行维护工作 直到所有问题被解决为止 标准响应时间为路 途时间 杭州休普电子技术有限公司 技术方案 12 5 45 4 设备维修服务设备维修服务 我们对免费维护期内的系统设备提供现场维护和更换服务 对后续保用服务合 同内指定的所有设备提供保修和保养服务 对于未包含在后续保用服务内的设备可 提供优惠收费维护服务 5 55 5 技术支持服务技术支持服务 我们会指定一到两名工程师负责指定用户的维护工作 这样 用户的维护请求 可以得到最快的响应 能更快地提出建议并解决问题 5 65 6 保修登记保修登记 系统验收合格后 我们会建立完整的用户系统设备配置及免费维护档案 以便 随时查阅用户系统的原始维护记录 为系统的维护提供参考资料 5 75 7 人员培训人员培训 根据客户的需要 我公司将客户相关技术人员进行全面的技术培训 达到全面 理解系统的功能和相关技术 并且可以独立进行安装配置 日常使用维持 一般故 障诊断和修复等工作之目的 有关具体的培训内容包括 系统的体系结构及相关技术 系统的安装调试 系 统管理员和用户培训 部分工程的安装运行与测试部分工程的安装运行与测试 1 2009 年 5 月 本公司在嘉兴供电局乍浦多晶硅 3000t 年项目 110KV 变电站成功地进行了高 压开关柜触头测温报警装置的安装试运行 90