1. 系統(tǒng)背景
在電力系統(tǒng)中，電力設(shè)備的溫度變化是一個非常重要的指標(biāo)，它關(guān)系到電力設(shè)備能否安全穩(wěn)定運(yùn)行。在變電站運(yùn)行過程中，一次設(shè)備的電接點由于設(shè)備制造、觸電氧化、電弧沖擊等原因，會導(dǎo)致電接點的接觸電阻增大，使其溫度上升。當(dāng)溫度上升到一定程度后，設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度將會出現(xiàn)下降，嚴(yán)重時會導(dǎo)致電氣設(shè)備的短路，甚至造成設(shè)備的損毀，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對電氣設(shè)備的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，可以幫助值班人員盡早發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患，確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
變電站溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)可對變電站中的開關(guān)柜的溫度信息進(jìn)行采集，能夠自動實現(xiàn)變電站運(yùn)行設(shè)備的實時溫度監(jiān)測與實時溫度告警功能。系統(tǒng)除了對溫度實時監(jiān)控，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握變電站的設(shè)備運(yùn)行情況，其友好的用戶界面、強(qiáng)大的分析功能、完善的故障報警確保了變電站溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 系統(tǒng)簡介
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)通過溫度傳感器獲取現(xiàn)場的溫度等信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、溫度信息標(biāo)準(zhǔn)、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(wù)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(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
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為如下三層：
? 現(xiàn)場設(shè)備層：通過無線與采集相連
? 變電站層：通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連
? 平臺層:通過網(wǎng)絡(luò)與不同的變電站進(jìn)行連接
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：
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(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，他們形成了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層。
數(shù)據(jù)到達(dá)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(yīng)用層。
4. 硬件組成
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產(chǎn)品名稱 |
產(chǎn)品型號 |
數(shù)量 |
說明 |
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無線溫度傳感器 |
ZWMSA-05云臺紅外傳感器 |
根據(jù)現(xiàn)場情況定 |
可選 |
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接收終端 |
ZWMTA |
根據(jù)現(xiàn)場情況定 |
可選 |
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數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 |
工控機(jī) |
根據(jù)傳感器數(shù)量決定 |
參考“系統(tǒng)硬件及網(wǎng)絡(luò)配置”部分，可選 |
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專業(yè)服務(wù)器 |
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網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 |
根據(jù)現(xiàn)場情況定 |
根據(jù)現(xiàn)場情況定 |
485通訊距離<200米
光纖通訊距離<4千米
局域網(wǎng)通訊距離無限 |
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監(jiān)控后臺 |
手機(jī) |
在傳感器不多時可以和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器放置在一臺工控機(jī)上 |
可選 |
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平板 |
可選 |
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筆記本 |
可選 |
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臺式機(jī) |
可選 |
5. ZWMSA-05云臺紅外溫度傳感器
5.1 ZWMSA-05云臺紅外溫度傳器介紹
ZWMSA-05智能云臺紅外溫度傳感器主要應(yīng)用于低壓系統(tǒng)的電氣接點溫度測量。 傳感器采用工業(yè)級陣列傳感器和最新的無線通訊芯片，大大提高測量空間的物理范圍、溫度測量精度和無線通訊距離。
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。
新一代無線溫度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(jī)構(gòu)測試認(rèn)證，并且在國內(nèi)許多工業(yè)現(xiàn)場得以成功應(yīng)用。體積小巧，安裝方式靈活多樣，將開關(guān)柜溫升監(jiān)測提升到一個新的高度。
5．1．1紅外溫度傳感器參數(shù)如下表所示：
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工作環(huán)境 |
-40～85℃, ≤95%RH |
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工作頻段 |
433MHz |
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發(fā)射功率 |
13dbm |
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傳輸距離 |
300m |
（空曠距離 / Open Distance） |
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測溫方式 |
紅外 |
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測溫范圍 |
-20 ~ +200℃ |
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測量精度 |
±5℃（間距10cm） |
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測量間隔 |
10秒/一次 |
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發(fā)送間隔 |
20秒～30秒 |
溫度越高發(fā)送間隔越短 |
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休眠功耗 |
<3.0uA |
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發(fā)射功耗 |
<15mA |
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供電方式 |
①AC75-275V/50Hz或電磁感應(yīng)取電
②DC3.6V 或電磁感應(yīng)取電 |
按照施工現(xiàn)場情況而定（二選一） |
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使用壽命 |
10年 |
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可維護(hù)性 |
后期基本免維護(hù) |
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外形尺寸 |
78×64×35.5mm |
傳感器主體尺寸 |
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安裝方式 |
磁鐵吸附式，螺絲緊固式，扎帶捆綁式 |
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5．1．2產(chǎn)品尺寸
5．1．3產(chǎn)品外觀
5.2 ZWMSA-05安裝方式
螺絲固定，對于有螺絲孔位置，用螺絲固定更加牢固。
吸鐵石固定，對于鐵皮柜體，可以直接用內(nèi)部吸鐵石固定。
合金扎帶捆綁固定，此安裝方式要求在有電流通過的地方。
5.3 與其它產(chǎn)品類比特點
ZWMSA-05溫度傳感器與其它常見測溫設(shè)備性能比較如下表所示：
測溫方法
技術(shù)規(guī)格 |
點式測溫傳感器 |
紅外測溫傳感器 |
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測溫方式 |
接觸式測溫 |
紅外線 |
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測溫精度 |
±1.0℃ |
±5.0℃ |
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響應(yīng)速度 |
快 |
快 |
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安裝方式 |
每個發(fā)熱點都需要固定傳感器 |
只需要1個紅外傳感器 |
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適用性 |
柜內(nèi)裸露部位測溫 |
所有位置都可以測到 |
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成本 |
高 |
低 |
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維護(hù) |
高 |
低 |
6. ZWMTA無線接收終端
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(fù)責(zé)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(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
ZWMTA是我公司針對電力、電氣設(shè)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ZWMTA的基礎(chǔ)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(jìn)的Cortex-M3內(nèi)核ARM芯片，符合國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的160*160點陣FSTN型液晶，超低功耗設(shè)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(qiáng)、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。
6.1 無線接收終端的參數(shù)如下所示：
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工作環(huán)境 |
-40～85℃,<95%RH |
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供電方式 |
AC220V±20% DC110～ 220V |
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整機(jī)功耗 |
≤3W |
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無線頻段 |
433MHz |
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接收靈敏度 |
-110dbm |
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傳感器點數(shù) |
240 |
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顯示方式 |
LCD |
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溫度變化曲線 |
2小時 |
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超溫報警 |
有，門限可設(shè) |
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本地溫、濕度 |
有 |
可選 |
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安裝方式 |
壁掛式、嵌入式 |
可選 |
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通訊協(xié)議 |
Modbus、IEC61850 |
可選 |
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通訊方式 |
以太網(wǎng)、RS485、光纖 |
可選 |
6．2 產(chǎn)品尺寸
6．3 產(chǎn)品外觀
7. 報警功能
7.1 系統(tǒng)報警
實時連續(xù)監(jiān)測溫度信息，根據(jù)系統(tǒng)實際情況，當(dāng)溫度越限時，自動進(jìn)行系統(tǒng)報警。通過系統(tǒng)設(shè)置，事件發(fā)生時觸發(fā)預(yù)/報警。并通過系統(tǒng)報警畫面、音效、動作觸發(fā)、E-mail、短信等方式通知用戶。
7.2 越限報警
選擇某個線夾或者開關(guān)柜及戶外接點等測溫點，可直接進(jìn)行越限信息的報警。
7.3 短信提醒
根據(jù)報警信息，自動觸發(fā)短信發(fā)送的流程，能夠準(zhǔn)確的顯示變電站名稱、安裝位置、線夾或者開關(guān)柜及戶外接點等測溫點名稱、報警溫度值等信息。
8 后臺軟件系統(tǒng)
螺絲緊固式
合金扎帶捆綁式
9.1.2 嚴(yán)格保證傳感器安裝后的電氣間隙不低于對應(yīng)電壓等級的最低安全間隙。
9.2 無線接收終端安裝方案
9.2.1 無線接收終端電源參數(shù)
? 供電方式 AC220V或DC220V
? 整機(jī)功耗 <3W
9.2.2 接收設(shè)備安裝方式: 壁掛式
9.3 通信布線結(jié)構(gòu)及方案
9.3.1 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；
9.3.2 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；
無線接收終端至后臺之間的通信可采用RS485、光纖、網(wǎng)絡(luò)、無線遠(yuǎn)傳等通信方式，通過MODBUS通訊協(xié)議將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺服務(wù)器；
9.3.3 后臺服務(wù)器可單獨(dú)布置。
9.4 設(shè)備配置說明
9.4.1 傳感器配置
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傳感器配置表 |
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測溫方案 |
安裝位置 |
設(shè)備數(shù)量 |
傳感器數(shù)量
（每臺設(shè)備） |
傳感器
總數(shù)（只） |
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抽屜柜 |
紅外測溫 |
抽屜柜內(nèi) |
0 |
0 |
0 |
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合計（只） |
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9.4.2 無線接收終端配置
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無線接收終端配置 |
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測溫區(qū)域 |
產(chǎn)品型號 |
安裝方式 |
數(shù)量 |
單位 |
備注 |
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10KV配電室 |
ZWMTA |
壁掛 |
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臺 |
視現(xiàn)場情況安裝 |
|
合計 |
0 |
臺 |
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9.4.3 其他設(shè)備及物流配置
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其他設(shè)備及物料 |
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物品名稱 |
數(shù)量 |
單位 |
用途 |
|
后臺服務(wù)器 |
待定 |
套 |
后臺系統(tǒng) |
|
雙絞屏蔽線 |
待定 |
m |
通信網(wǎng)絡(luò)布置 |
|
電源線 |
待定 |
m |
終端電源布置 |
9.4.4 設(shè)備匯總及報價
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產(chǎn)品名稱 |
產(chǎn)品型號 |
單價（含稅） |
數(shù)量 |
總價 |
備注 |
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無源無線溫度傳感器 |
ZWMSA-05-V2 |
|
0 |
|
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無線接收終端 |
ZWMTA |
|
0 |
|
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施工服務(wù)及輔料 |
安裝輔件 |
|
0 |
|
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合計 |
|
RMB |
10 施工服務(wù)
10.1 安裝準(zhǔn)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?wù)部門：
10.1.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完工、線夾或者開關(guān)柜及戶外接點等測溫點固定就位、母排、進(jìn)出線安裝完畢。
10.1.2 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(zhǔn)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。
10.1.3 現(xiàn)場具備布線的條件，如RS485線光纜的走線槽、穿線孔等。
10.2 施工服務(wù)
10.2.1 施工計劃
施工前明確安裝進(jìn)度時間，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(jìn)度及時間；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。
10.2.2 現(xiàn)場安全
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(wù)人員，以保證施工安全和調(diào)試順利。
10.2.3 用戶培訓(xùn)
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(wù)進(jìn)行驗收和評價，同時我們會安排專門的用戶培訓(xùn)，指導(dǎo)用戶操作我們的后臺、進(jìn)行簡單的配置和維護(hù)。
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