变电站设备温度实时监测与分析系统

基于无线无源温度传感网络的变电站触点温度实时监控与数据分析 纲要 无线无源温度传感网络 问题的提出 电网设备外部热故障90 来自接头处电网安全事故70 以上开关柜 断路器等过热有关 采用红外测温方式 存在测温死角 耗费人力 不利于数据的统计分析 无法实现开关柜温度的在线监测和状态检修 问题的提出 对于开关柜接头触点的温度监测尚没有有效方法解决 作为监测的替代方式 通常采用效率低且代价高的人工红外探测巡检方式 实时温度监控成为目前智能电网的一大难题 开关柜温度监测解决方案 温度监控与数据分析系统 Modbus协议接口 PMIS信息系统 无线无源温度传感网络 常规温度传感器的不足 热敏电阻 点偶的方式 缺点在于无法无线无源 即使采用无线发送模块 在电网的磁场 电场和热场复杂情况下 抗干扰能力弱而无法正常工作 采用光纤方式 缺点在于光纤属于有线方式 会破坏既有设备构架 而且高压情况下还会出现漏电 爬电隐患 红外成像的方法 在变电站套管 避雷器 母线等设备的温度监测中应用较多 但由于高压开关柜内部结构复杂 元件互相遮挡较多 通过红外图谱间接获取温度数据其准确性不能满足要求 对红外图谱的计算机识别技术水平还不能替代人工识别 自动化程度不高 同时红外热像仪的成本较高 不利于推广使用 线圈自取电等俘能方式 是常用的一种自供电方式 该方式线圈体积大 俘能方式不稳定 声表面波 SAW 温度传感器 原理 能量来源 来自数据采集器433MHz射频信号的超低能量无线电电能 温度测量 声表面波传感器芯片获得能量后 采用压电接触式探测温度 热胀冷缩 频率变化 数据的传输 声表面波传感器芯片获得能量后进行温度感测 然后返回信号给数据采集器 数据采集器通过485或以太网络将数据传入监控系统 工作原理 天线 信号发射 接收装置 电磁脉冲信号 信息波信号 声表面波 T 25 C 输出 工作方式 采集器天线固定在传感器无线传输距离范围内的位置 其他部分 接收箱 则安装在开关柜仪表室 由单独的电源供电 采集器通过485总线或以太网络将数据传回采集前端 最终在主站系统中显示 技术性能指标 读取范围远 2 20米可在金属和液体产品使用上可在高温差 100 1400 强电磁干扰等恶劣环境下使用具有多物理量检测能力 温度 压力 应力 加速度 高速目标 350Km H高铁RFID铁路车号识别规模生产 价格低 抗伪造能力强 不可读写 码位长 可达128位 可分布式组网 码分多址 灵敏度高 无线 0 1 C有线 0 01 C 现有测温监控技术对比 目前唯一的无源无线 恶劣环境监测温度传感器件 无线无源测温网络结构 在线监控与数据分析 数据分析 物联网 电气信息监测网络 温度信息监测网络 大数据 电气实时 历史信息 设备铭牌信息 设备试验 检修信息 温度实时 历史信息 数据挖掘与分析 设备保护 检修维护 管理信息网络 历史数据分析 设备检修 实时数据分析 保护跳闸 系统分布式体系结构 适用于整站级 读写器1 传感器1 传感器n 读写器2 传感器1 传感器n 读写器n 传感器1 传感器n 数据采集前置机1 Modbus 监控与分析系统 历史数据库 实时数据库 SCADA 数据采集前置机n Modbus 数据交换前置机 61850 无线射频网络 站控层 间隔层 过程层 以太 485网络 站控层 站内后台 交换机 间隔层 温度数据采集与协议转换IED 过程层 高压开关柜 SWA传感器 射频接收发射装置 读写器 综合数据网 UDP MODBUS 现地 继保室 至主站 WebServicee File 在线监测系统实施方案示意图 变电站触点温度监控与数据分析系统 监控主页 温度数据分析 图数模型建立 系统配置 实时及历史数据库 无线无源温度传感网络 电网监控网络 PMIS数据库 设备状态检修 系统软件的功能架构 全图形监测主页 基于主接线图的温度监测与告警 无线无源传感网络监测 主站侧通信状态监测 温度数据分析 设备温度变化趋势分析 设备温度告警阈值范围分析 单柜设备监视视角 全系统综合监视 支路监视视角 设备温度预测分析 报表输出 越限告警分析 设备在线状态检修 检修安全风险分析 检修策略分析 基于矢量的数图模型建立 接线图及测温点绘制平台 电气设备信息模型建立 设备温度模型建立 设备状态评价 检修计划制定 系统集中式网络架