1.系統(tǒng)背景

       在電力系統(tǒng)中，溫度是表征一次設(shè)備運(yùn)行是否正常的一個(gè)重要參數(shù)。尤其是一次設(shè)備的連接部位，由于設(shè)備制造的原因、設(shè)備受環(huán)境污染、設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行、嚴(yán)重超載運(yùn)行、觸點(diǎn)氧化、電弧沖擊等原因造成接觸電阻增大，因此在電能傳輸時(shí)往往會(huì)在電纜連接處產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，而且，發(fā)熱問題是一個(gè)不斷累積的過程，如果不加以控制，發(fā)熱程度會(huì)不斷加劇，并對(duì)絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。

       隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，感應(yīng)取電技術(shù)已經(jīng)成熟。比起傳統(tǒng)的使用電池供電方式的在線監(jiān)測(cè)，感應(yīng)取電具有壽命長(zhǎng)，免維護(hù)，安全可靠，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)等優(yōu)勢(shì)。因此，現(xiàn)代高壓感應(yīng)取電技術(shù)的突破解決了高壓情況下在線監(jiān)測(cè)的供電難題。我公司研發(fā)的全新一代無源無線溫度傳感器，正是基于高壓電場(chǎng)能的能量收集型自供電無線溫度傳感器。真正意義上實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)、自供電、高精度、電氣隔離、主回路無電流、實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)。

       針對(duì)青海發(fā)投堿業(yè)有限公司熱電廠生產(chǎn)設(shè)備測(cè)溫的在線監(jiān)測(cè)需求，我公司提出了本次無線測(cè)溫系統(tǒng)方案。利用接觸式無線測(cè)溫的監(jiān)測(cè)和分析，捕捉設(shè)備運(yùn)行異常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備事故的早期征兆并采取有效措施，預(yù)防嚴(yán)重事故的發(fā)生。采用該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以達(dá)到如下的目的：

       彌補(bǔ)人工巡檢的不足，減小人工維護(hù)成本；

       征兆式報(bào)警，將事故消滅在萌芽階段，防止事態(tài)的升級(jí)、惡化；

       傳感器采用無源無線溫度傳感器，正常環(huán)境使用壽命可10年；

       傳感器具備防水、耐高溫、耐老化，并具備在強(qiáng)電磁環(huán)境下正常工作的特性。

       現(xiàn)場(chǎng)通信設(shè)備可采用定向無線網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，可方便的將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

       后臺(tái)終端采用BS結(jié)構(gòu)，聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)終端可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)控的需要

       實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)不間斷在線監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一越限即報(bào)警；

2.系統(tǒng)簡(jiǎn)介

       開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過溫度傳感器獲取線路和金具的溫度信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、溫度信息標(biāo)準(zhǔn)、溫度信息展示、系統(tǒng)報(bào)警、對(duì)比分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、短信提醒等功能。平臺(tái)提供對(duì)原始采集數(shù)據(jù)信息的查詢，并通過計(jì)算形成年、月、日的各種報(bào)表。

       監(jiān)控平臺(tái)基于我公司自主研發(fā)的軟件開發(fā)平臺(tái)，通過業(yè)務(wù)模塊的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能。該開發(fā)平臺(tái)，具有數(shù)據(jù)庫兼容功能，和具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

       我公司的無源無線測(cè)溫系統(tǒng)主要有三部分構(gòu)成：無線測(cè)溫傳感器、無線溫度接收終端、數(shù)據(jù)服務(wù)器及后臺(tái)；

效果結(jié)構(gòu)圖如下所示：

       無線溫度傳感器作為系統(tǒng)的感知層，分布于各個(gè)發(fā)熱點(diǎn)，實(shí)時(shí)測(cè)量其表面溫度，并將溫度數(shù)據(jù)通過無線方式上傳給接收終端。

       接收終端在系統(tǒng)中承擔(dān)著數(shù)據(jù)中繼功能，它接收到傳感器的數(shù)據(jù)之后再通過光纖、485或者無線等方式傳輸給數(shù)據(jù)后臺(tái)，他們形成了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層。

       數(shù)據(jù)到達(dá)后臺(tái)后，用戶可以通過瀏覽器方式監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)溫度、歷史曲線，如果出現(xiàn)超溫情況，可以快速定位并及時(shí)通知相關(guān)人員。這就是系統(tǒng)的應(yīng)用層。

4.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

4.1傳感器部分

4.1.1EH技術(shù)簡(jiǎn)介

       環(huán)境能量采集（EnergyHarvesting）技術(shù)具有可循環(huán)、無污染、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，它建立在微電子技術(shù)和微功耗技術(shù)的基礎(chǔ)上，是近幾年發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，它涵蓋了太陽能、風(fēng)能、熱能、機(jī)械能、電磁能采集等諸多方面。能量收集技術(shù)應(yīng)用范圍極其廣泛：交通、能源、物聯(lián)網(wǎng)、航空航天、生物等等。把能量采集技術(shù)應(yīng)用到電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)是一個(gè)前所未有的創(chuàng)新，必將為解決電網(wǎng)智能化運(yùn)行提供一個(gè)全新的平臺(tái)。

       能量收集(EH)也稱為能量積聚，使用環(huán)境能量為小型電子和電氣器件提供電能。能量收集系統(tǒng)包含能量收集模塊和處理器/發(fā)送器模塊。能量收集模塊從光、振動(dòng)、熱或生物來源中捕獲毫瓦級(jí)能量?？赡艿哪茉催€來自手機(jī)天線塔等發(fā)出的射頻。然后，電源經(jīng)過調(diào)節(jié)并存儲(chǔ)起來。系統(tǒng)隨后按照所需的間隔觸發(fā)，將能量釋放給后續(xù)負(fù)載使用。

4.1.2EH技術(shù)應(yīng)用

       在輸電線的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)具有豐富的電磁能，對(duì)于電壓高電流小的場(chǎng)源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場(chǎng)要比磁場(chǎng)強(qiáng)得多，對(duì)于電壓低電流大的場(chǎng)源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備和模具)，磁場(chǎng)要比電場(chǎng)大得多。因此我們認(rèn)為輸電線是一個(gè)工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)能量非常密集的區(qū)域。我們正是利用微電子技術(shù)、低功耗技術(shù)以及能量管理技術(shù)收集線夾或者開關(guān)柜及戶外接點(diǎn)等測(cè)溫點(diǎn)中的電磁能，并將其能量轉(zhuǎn)化為無線溫度傳感器所需之電源。

       將EH技術(shù)應(yīng)用于輸電線回路的無線測(cè)溫，解決了傳感器的能量需求問題，使得傳感器擺脫了對(duì)傳統(tǒng)電池的束縛，體積更小，壽命更長(zhǎng)，可靠性更高，安裝更方便，維護(hù)更簡(jiǎn)單，產(chǎn)品更環(huán)保，技術(shù)更先進(jìn)。

       我公司的無線溫度傳感器是基于美國TI公司的無線數(shù)字通信技術(shù)及低功耗技術(shù)、EH技術(shù)而研制的高性能產(chǎn)品，傳感器采用了多重抗干擾措施以及特有的軟件算法，經(jīng)過了國內(nèi)西高所、開普實(shí)驗(yàn)室、浙江省中試所、浙江省質(zhì)監(jiān)局等多家權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)試認(rèn)證，并且在國內(nèi)許多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得以成功應(yīng)用。其最大的優(yōu)勢(shì)在于不再需要電池供電，徹底解決電池高溫性能差、壽命有限的問題；而且體積小，安裝方式靈活多樣，將線夾或者開關(guān)柜及戶外接點(diǎn)等測(cè)溫點(diǎn)溫升監(jiān)測(cè)提升到一個(gè)新的高度。

4.1.3無溫度傳感器參數(shù)如下表所示：

無溫度傳感器參數(shù)如下表所示：

4.1.4產(chǎn)品外觀

無線溫度傳感器 BD27×22×10mm

4.1.5傳感器安裝方式

無源無線溫度傳感器廣泛應(yīng)用于高低壓開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜接頭、干式變壓器、低壓大電流柜等電氣設(shè)備的溫度在線監(jiān)測(cè)；我公司無源無線溫度傳感器避免使用電池所帶來的局限，體積小巧，僅相當(dāng)于傳統(tǒng)傳感器的一顆電池大小，可以安裝在動(dòng)觸頭等狹小的空間內(nèi)，所以優(yōu)先推薦安裝動(dòng)觸頭。

母排或出線電纜安裝示例

動(dòng)觸頭安裝示例

靜觸頭安裝示例

生產(chǎn)設(shè)備電纜進(jìn)線安裝示例

4.2無線接收終端設(shè)備

無線接收終端在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中屬于核心部件，主要負(fù)責(zé)在現(xiàn)場(chǎng)接收無線溫度傳感器發(fā)送的無線溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

ZWMTA是我公司針對(duì)電力、電氣設(shè)備連接點(diǎn)部位由于材料老化、接觸不良、電流過載等因素引起的溫升過高故障隱患，在原有接收終端的基礎(chǔ)上，開發(fā)了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電力，電氣連接點(diǎn)溫度的新一代產(chǎn)品--ZWMTA。該產(chǎn)品采用先進(jìn)的Cortex-M3內(nèi)核ARM芯片，符合國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的160*160點(diǎn)陣FSTN型液晶，超低功耗設(shè)計(jì)、RF無線隔離，光電隔離技術(shù)，具有隔離徹底、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠、安裝方便等特點(diǎn)，很好的解決了高電壓狀態(tài)下的各種溫度監(jiān)測(cè)問題。

4.2.1無線接收終端的參數(shù)如下表所示：

4.2.2產(chǎn)品外觀

圖表3無線接收終端

5.項(xiàng)目施工方案

5.1無線溫度傳感器安裝方案

通過對(duì)工程實(shí)際情況的了解，確定傳感器安裝主要安裝生產(chǎn)設(shè)備電纜進(jìn)線接頭位置。

5.1.2傳感器安裝采用捆綁式，通過合金帶將傳感器固定于需測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的就近位置，并保證傳感器感溫部位與被檢測(cè)部位表面充分接觸以保證測(cè)溫效果。

5.1.3嚴(yán)格保證傳感器安裝后的電氣間隙不低于對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的最低安全間隙。

5.2無線接收終端安裝方案

5.2.1無線接收終端電源參數(shù)

供電方式AC220V或DC220V

整機(jī)功耗<3W

無線接收終端安裝方式（安裝方式根據(jù)客戶需求及實(shí)際施工環(huán)境靈活定制）

5.2.2接收設(shè)備安裝方式:壁掛式、嵌入式

5.3通信布線結(jié)構(gòu)及方案

5.3.1用戶提供現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)柜及所在空間的平面圖，同時(shí)需要提供無線溫度接收終端、站端系統(tǒng)和開關(guān)柜所在空間之間的平面圖，方便施工人員制定方案。

5.3.2無線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)至無線接收終端之間的通信采用433M無線射頻通信；

5.3.3無線接收終端至后臺(tái)之間的通信可采用RS485或無線遠(yuǎn)傳通信，將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)服務(wù)器。

方案一：RS485通訊

方案二：無線通訊

5.3.4后臺(tái)服務(wù)器單獨(dú)布置。

5.4設(shè)備配置說明

5.4.1傳感器配置

5.4.2無線接收終端配置

5.4.3其他設(shè)備及物流配置

5.4.4設(shè)備匯總及報(bào)價(jià)

7 售后服務(wù)承諾

7.1安裝準(zhǔn)備

用戶購買我公司的產(chǎn)品后，請(qǐng)?jiān)谙铝袟l件滿足的情況下，請(qǐng)?zhí)崆耙恢芡ㄖ夜臼酆蠓?wù)部門：

7.1.1基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完工、線夾或者開關(guān)柜及戶外接點(diǎn)等測(cè)溫點(diǎn)固定就位、母排、進(jìn)出線安裝完畢。

7.1.2需要后臺(tái)的用戶，必須提供現(xiàn)場(chǎng)的平面圖，包括線夾或者開關(guān)柜及戶外接點(diǎn)等測(cè)溫點(diǎn)布局、監(jiān)控室與線夾或者開關(guān)柜及戶外接點(diǎn)等測(cè)溫點(diǎn)之間平面圖，我們會(huì)根據(jù)這些資料準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)所需的安裝材料，譬如通訊電纜、光纜已經(jīng)其他輔料。

7.1.3現(xiàn)場(chǎng)具備布線的條件，如RS485線光纜的走線槽、穿線孔等。

7.2施工服務(wù)

7.2.1 施工計(jì)劃

施工前明確安裝進(jìn)度時(shí)間，一個(gè)配電室一般安裝時(shí)間為2至5個(gè)工作日，如有后臺(tái)調(diào)試則需與客戶協(xié)商施工進(jìn)度及時(shí)間；如施工安裝由第三方負(fù)責(zé)，則我公司有義務(wù)負(fù)責(zé)培訓(xùn)第三方工程服務(wù)人員。

7.2.2 現(xiàn)場(chǎng)安全

我們的技術(shù)人員都經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，具備豐富的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。盡管如此，還需請(qǐng)用戶為我們提供1-2名現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員，以保證施工安全和調(diào)試順利。

7.2.3 用戶培訓(xùn)

我們?cè)诎惭b調(diào)試完成后，會(huì)把整個(gè)系統(tǒng)交付給用戶，請(qǐng)及時(shí)給我們的服務(wù)進(jìn)行驗(yàn)收和評(píng)價(jià)，同時(shí)我們會(huì)安排專門的用戶培訓(xùn)，指導(dǎo)用戶操作我們的后臺(tái)、進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置和維護(hù)。

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