1.系統(tǒng)背景

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

       隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷進步，感應取電技術(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，感應取電具有壽命長，免維護，安全可靠，數(shù)據(jù)實時等優(yōu)勢。因此，現(xiàn)代高壓感應取電技術(shù)的突破解決了高壓情況下在線監(jiān)測的供電難題。我公司研發(fā)的全新一代無源無線溫度傳感器，正是基于高壓電場能的能量收集型自供電無線溫度傳感器。真正意義上實現(xiàn)了免維護、自供電、高精度、電氣隔離、主回路無電流、實時溫度監(jiān)測。

       針對青海發(fā)投堿業(yè)有限公司熱電廠生產(chǎn)設備測溫的在線監(jiān)測需求，我公司提出了本次無線測溫系統(tǒng)方案。利用接觸式無線測溫的監(jiān)測和分析，捕捉設備運行異常，及時發(fā)現(xiàn)設備事故的早期征兆并采取有效措施，預防嚴重事故的發(fā)生。采用該監(jiān)測系統(tǒng)可以達到如下的目的：

       彌補人工巡檢的不足，減小人工維護成本；

       征兆式報警，將事故消滅在萌芽階段，防止事態(tài)的升級、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，并具備在強電磁環(huán)境下正常工作的特性。

       現(xiàn)場通信設備可采用定向無線網(wǎng)絡或移動互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，可方便的將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時上傳到網(wǎng)絡服務器。

       后臺終端采用BS結(jié)構(gòu)，聯(lián)網(wǎng)的移動終端可實現(xiàn)隨時隨地監(jiān)控的需要

       實現(xiàn)全天24小時不間斷在線監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)一越限即報警；

2.系統(tǒng)簡介

       開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)通過溫度傳感器獲取線路和金具的溫度信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、溫度信息標準、溫度信息展示、系統(tǒng)報警、對比分析、統(tǒng)計報表、短信提醒等功能。平臺提供對原始采集數(shù)據(jù)信息的查詢，并通過計算形成年、月、日的各種報表。

       監(jiān)控平臺基于我公司自主研發(fā)的軟件開發(fā)平臺，通過業(yè)務模塊的開發(fā)，實現(xiàn)系統(tǒng)的各個功能。該開發(fā)平臺，具有數(shù)據(jù)庫兼容功能，和具有強大的數(shù)據(jù)分析功能，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

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

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，分布于各個發(fā)熱點，實時測量其表面溫度，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，他們形成了系統(tǒng)的網(wǎng)絡層。

       數(shù)據(jù)到達后臺后，用戶可以通過瀏覽器方式監(jiān)測現(xiàn)場每個傳感器的實時溫度、歷史曲線，如果出現(xiàn)超溫情況，可以快速定位并及時通知相關(guān)人員。這就是系統(tǒng)的應用層。

4.現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)設備構(gòu)成

4.1傳感器部分

4.1.1EH技術(shù)簡介

       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，它建立在微電子技術(shù)和微功耗技術(shù)的基礎上，是近幾年發(fā)展起來的一門新興學科，它涵蓋了太陽能、風能、熱能、機械能、電磁能采集等諸多方面。能量收集技術(shù)應用范圍極其廣泛：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)應用到電力設備的在線監(jiān)測是一個前所未有的創(chuàng)新，必將為解決電網(wǎng)智能化運行提供一個全新的平臺。

       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、熱或生物來源中捕獲毫瓦級能量?？赡艿哪茉催€來自手機天線塔等發(fā)出的射頻。然后，電源經(jīng)過調(diào)節(jié)并存儲起來。系統(tǒng)隨后按照所需的間隔觸發(fā)，將能量釋放給后續(xù)負載使用。

4.1.2EH技術(shù)應用

       在輸電線的運行現(xiàn)場具有豐富的電磁能，對于電壓高電流小的場源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場要比磁場強得多，對于電壓低電流大的場源(如某些感應加熱設備和模具)，磁場要比電場大得多。因此我們認為輸電線是一個工頻電場和磁場能量非常密集的區(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)柜及戶外接點等測溫點中的電磁能，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)應用于輸電線回路的無線測溫，解決了傳感器的能量需求問題，使得傳感器擺脫了對傳統(tǒng)電池的束縛，體積更小，壽命更長，可靠性更高，安裝更方便，維護更簡單，產(chǎn)品更環(huán)保，技術(shù)更先進。

       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、開普實驗室、浙江省中試所、浙江省質(zhì)監(jiān)局等多家權(quán)威機構(gòu)測試認證，并且在國內(nèi)許多工業(yè)現(xiàn)場得以成功應用。其最大的優(yōu)勢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)柜及戶外接點等測溫點溫升監(jiān)測提升到一個新的高度。

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備的溫度在線監(jiān)測；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，僅相當于傳統(tǒng)傳感器的一顆電池大小，可以安裝在動觸頭等狹小的空間內(nèi)，所以優(yōu)先推薦安裝動觸頭。

母排或出線電纜安裝示例

動觸頭安裝示例

靜觸頭安裝示例

生產(chǎn)設備電纜進線安裝示例

4.2無線接收終端設備

無線接收終端在現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)中屬于核心部件，主要負責在現(xiàn)場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)通過移動網(wǎng)絡上傳至網(wǎng)絡服務器。

ZWMTA是我公司針對電力、電氣設備連接點部位由于材料老化、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上，開發(fā)了能夠?qū)崟r監(jiān)測電力，電氣連接點溫度的新一代產(chǎn)品--ZWMTA。該產(chǎn)品采用先進的Cortex-M3內(nèi)核ARM芯片，符合國網(wǎng)標準的160*160點陣FSTN型液晶，超低功耗設計、RF無線隔離，光電隔離技術(shù)，具有隔離徹底、抗干擾能力強、工作可靠、安裝方便等特點，很好的解決了高電壓狀態(tài)下的各種溫度監(jiān)測問題。

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.項目施工方案

5.1無線溫度傳感器安裝方案

通過對工程實際情況的了解，確定傳感器安裝主要安裝生產(chǎn)設備電纜進線接頭位置。

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溫節(jié)點的就近位置，并保證傳感器感溫部位與被檢測部位表面充分接觸以保證測溫效果。

5.1.3嚴格保證傳感器安裝后的電氣間隙不低于對應電壓等級的最低安全間隙。

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)客戶需求及實際施工環(huán)境靈活定制）

5.2.2接收設備安裝方式: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)場開關(guān)柜及所在空間的平面圖，同時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無線測溫節(jié)點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之間的通信可采用RS485或無線遠傳通信，將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺服務器。

方案一：RS485通訊

方案二：無線通訊

5.3.4后臺服務器單獨布置。

5.4設備配置說明

5.4.1傳感器配置

5.4.2無線接收終端配置

5.4.3其他設備及物流配置

5.4.4設備匯總及報價

7 售后服務承諾

7.1安裝準備

用戶購買我公司的產(chǎn)品后，請在下列條件滿足的情況下，請?zhí)崆耙恢芡ㄖ夜臼酆蠓詹块T：

7.1.1基礎設施建設完工、線夾或者開關(guān)柜及戶外接點等測溫點固定就位、母排、進出線安裝完畢。

7.1.2需要后臺的用戶，必須提供現(xiàn)場的平面圖，包括線夾或者開關(guān)柜及戶外接點等測溫點布局、監(jiān)控室與線夾或者開關(guān)柜及戶外接點等測溫點之間平面圖，我們會根據(jù)這些資料準備現(xiàn)場所需的安裝材料，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

7.2.1 施工計劃

施工前明確安裝進度時間，一個配電室一般安裝時間為2至5個工作日，如有后臺調(diào)試則需與客戶協(xié)商施工進度及時間；如施工安裝由第三方負責，則我公司有義務負責培訓第三方工程服務人員。

7.2.2 現(xiàn)場安全

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

7.2.3 用戶培訓

我們在安裝調(diào)試完成后，會把整個系統(tǒng)交付給用戶，請及時給我們的服務進行驗收和評價，同時我們會安排專門的用戶培訓，指導用戶操作我們的后臺、進行簡單的配置和維護。

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