变电站无线智能温度监控系统简介

实时准确测温迅速远传数据智能分析处理超限自动报警变电站无线智能温度监控系统西安交通大学工业自动化研究所2012年1月系统情况简介在供电系统中，变电站数量多，分布广，它的安全运行，是保证国民经济安全运行至关重要的环节。而变电站高压开关柜内的母线接头和室外刀闸开关以及各类设备线夹等重要设备，数量众多，在长期运行过程中，因老化或接触电阻过大而发热。由于这些发热部位的温度没有得到及时有效的监测，往往导致火灾和大面积停电等事故的发生。实现母线接头、刀闸开关及设备线夹等关键部位的温度实时在线监测，防止出现过热故障，可以显著地减少此类事故的发生。在工程实践中，高压大电流设备内的接头部位都具有裸露高压，导致这些部位的温度很难监测，通常的温度测量方法因无法解决高压绝缘问题而不能使用。因此，如何实现这些关键节点的温度监测，尽早发现存在的故障隐患，防止出现过热损坏故障，成为安全供电的工作重点和一大难题。变电站无线智能温度监控系统采用先进的电子技术和无线通讯技术，能够自动采集各测点温度，自动实现过热故障预警分析和诊断，自动将数据通过无线通信远传至调度值班中心，从而为安全操作提供科学依据，有效解决传统监测方法中存在的巡检效率低、实时性能差、测温精度易受干扰、数据无法快速远传、无法实现故障预警等问题，为变电站的安全维护提供真实可信的数据，为供电系统的智能化、信息化奠定基础。变电站无线智能温度监控系统在出厂时，按照项目情况进行包装，其中含有以下内容：1）无线测温模块（含安装件）2）太阳能中继器（含安装件）3）集中器4）计算机系统技术特色变电站无线温度智能监控系统适用于高压设备母排、高压开关柜触头、刀闸开关、干式变压器、箱式变电站等设备的表面及各类设备线夹等的实时测温，可应用于室内环境，亦可应用于室外环境。其主要技术特色如下：·采用433MHZ（ISM）频段，无线扩频技术，抗干扰能力更强。智能无线组网技术,彻底消除同频干扰问题，通讯误码率大大降低。·测量点和接收点无直接联系，无绝缘问题，不受外部环境影响，尤其适合于高压系统，不再担心测量的安全问题。·超低功耗设计，高性能锂电池供电使得测温模块的稳定性、可靠性更好，使用寿命更长。·测温模块无线组网灵活，可扩展性强，可适用不同电压等级、不同环境带电设备的实时温度监测，安装施工简便宜行。·系统采用分布式分层结构设计，拓扑结构灵活，既可融入自动化系统运行，亦可独立成系统运行。系统主要功能·采样与上报独立，实现密集监控与模块长工作寿命间的协调与统一采样周期：5s～60min可配置主动上报周期：5s～24hour可配置报警上报周期：5s～60min可配置·功率可调，确保低功耗下的可靠通讯无线温度传感器单元：10mw～50mw可配置中继装置与数据集中器：100mw～1w可配置·跳频技术与冲突自协调机制，网络规模与配置更加灵活跳频技术：自主选择通讯信道冲突自协调机制：确保网络通讯可靠·完善的报警机制，确保故障预警的有效性上下限报警：报警阈值可设置温度变化报警：变化阈值可设置电量低报警：电压阈值可设置·系统数据管理软件功能实时温度显示：通过图表方式显示各监测点的实时温度值。温度报警：通过画面闪烁、语音提示等多种方式进行报警提醒。实时曲线：可显示各测点的实时温度变化曲线历史数据与曲线：可查询各测点历史温度数据曲线及数据，方便用户生成报表。系统技术指标1．输配电网无线温度监控系统管理分析软件·系统容量：60000测点·系统硬件：可根据用户和系统需要进行配置·操作系统：WINDOWOS2003、WINDOWSXP、WINDOWS72．智能数据集中器·接口方式：以太网接口1个(RJ45)·管理测温模块个数：典型值500个·工作电源：DC9~34v·工作温度范围：-40℃～85℃·工作湿度：5%～95%·无线通讯频率：433MHz功率：100mW～1W可选，典型值1W距离：典型值100mw1000米（可视距离）1000mw3000米（可视距离）3．智能中继器·管理采集无线温度传感器个数：典型值100个·无线通讯：频率：433MHz距离：100mw1000米（可视距离）1000mw3000米（可视距离）功率：100mw-1W，典型值1w。·工作电源：外供12V或配12V10W10AH专用太阳能电源·工作温度范围：-40℃～85℃·防护等级：IP654．无线测温模块·温度指标：温度范围：-50℃～150℃采集精度：全范围±1℃温度采集分辨率：0.5℃·无线通讯：频率：433MHz距离：外置天线1000米（100mw可视距离）功率：10-100mW·工作电源：3.6V锂电池·工作时间：典型值不少于5年（与工作模式有关）·工作温度范围：-40℃～85℃·防护等级：IP67系统组成概况1．系统组成变电站温度无线智能监控系统由无线测温模块、智能中继器、智能数据集中器和数据服务器及客户机等构成，其中无线测温模块实现变电站中各类设备线夹、母排、高压隔离开关等处的温度实时检测，并将结果通过无线方式发送；智能中继器实现无线温度传感器获取的温度数据上传过程的通讯接力与中转，从而实现更远距离的通讯网络覆盖；智能数据集中器实现区域范围内的无线温度数据收集并上传至计算机；数据服务器及终端客户计算机均实现数据的存储、查询、分析等。服务器客户机智能数据集中器智能中继器无线测温模块无线测温模块2．无线测温模块（WirelessTemperatureSensor）无线测温模块安装于高压线路上，与输电线路等电位，通过直接接触方式测量被测点的温度，从而提高温度检测精度，测量结果通过无线通讯模块定期上传到智能中继器/智能数据集中器。根据检测对象的差异有3种温度检测装置：WTS-I型温度检测装置（用于线夹的温度）、WTS-II型温度检测装置（用于监测隔离开关的温度）、WTS-III型温度检测装置（用于检测母排的温度）。各类型之间的差异在于安装件不同，具体可参考第三章安装部分。无线测温模块的技术指标如下：·温度指标：温度范围：-50℃～150℃采集精度：全范围±1℃温度采集分辨率：0.5℃·无线通讯：频率：433MHz距离：外置天线1000米（50mw可视距离）功率：10-50mW·温度采集：采样间隔：5秒～60分钟可配置主动上报时间间隔：5秒～24小时可配置报警上报时间间隔：5秒～60分钟可配置·报警功能：温度超上限报警温度超下限报警温度变化报警电池电压低报警·温度在线校准功能·工作电源：3.6V锂电池·工作时间：不少于5年·工作温度范围：-40℃～85℃·防护等级：IP673．智能中继器（SmartRelay&Router）智能中继器是无线测温系统的重要组成部分，主要完成无线测温模块数据的中转上传，从而使得无线测温模块以较小的无线发射功率即可将数据上传至数据处理中心，从而为模块的长期工作节省大量电源。智能中继器根据供电电源的不同分为两种类型，一种是采用太阳能电池供电，其型号为SRR-S；另一种为采用外部220V供电，其型号为SRR-A型。智能中继器的具体技术指标如下：·管理采集无线温度传感器个数：典型值100个，主要根据实际覆盖区域进行配置中继器·智能中继器管理无线温度传感器范围：典型值100米可视距离·无线通讯：频率：433MHz距离：50mw1000米（可视距离）500mw3000米（可视距离）功率：10mw-1W。·工作电源：外供DC9~34v或配12V10W10AH专用太阳能电源·太阳能电源供电：连续阴天状况下，可持续供电10天。·功耗：发送数据5W接收数据2W侦听状态500mW·工作温度范围：-40℃～85℃·防护等级：IP654．智能数据集中器（SmartReceiver）智能数据集中器主要完成所有模块温度数据的收集以及数据处理中心命令的下传，其与计算机之间采用100T以太网连接，与中继器以及测温模块之间通过无线进行通讯。其具体技术指标如下：·接口方式：以太网接口1个(RJ45)·管理采集单元个数：典型值500个·工作电源：DC9~34v，推荐12V·工作温度范围：-40℃～85℃·工作湿度：5%～95%·无线通讯频率：433MHz功率：100mW～1W可选距离：典型值100mw1000米（可视距离）1000mw3000米（可视距离）·功耗：发送数据5W接收数据2W侦听状态500mW5．计算机无线测温系统中计算机主要安装服务器软件和客户端软件，既可将两个软件安装到同一台计算机上，实现独立运行；也可安装到不同的计算机上，从而实现组网运行。服务器软件实现的主要功能有：测温模块数据收集功能测温模块参数更新历史数据记录历史数据查询系统用户管理与客户端数据交互客户端软件实现的主要功能有：监控画面组态测温模块数据监控实时温度曲线查询历史趋势查询历史数据查询与导出模块参数读取与更改采采用用变变电电站站无无线线智智能能温温度度监监控控系系统统，，能能够够显显著著提提高高自自动动化化水水平平，，确确保保供供电电系系统统安安全全稳稳定定，，节节约约管管理理成成本本，，减减轻轻劳劳动动强强度度，，是是供供电电企企业业的的理理想想选选择择！！