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红外云台温度在线监测系统ZWIR

时间:2021-03-09 17:13 点击次数:
 
1. 系统背景
在电力系统中,电力设备的温度变化是一个非常重要的指标,它关系到电力设备能否安全稳定运行。在变电站运行过程中,一次设备的电接点由于设备制造、触电氧化、电弧冲击等原因,会导致电接点的接触电阻增大,使其温度上升。当温度上升到一定程度后,设备的机械强度和电气强度将会出现下降,严重时会导致电气设备的短路,甚至造成设备的损毁,严重威胁电网的安全稳定运行。对电气设备的温度进行实时监测,可以帮助值班人员尽早发现问题,消除隐患,确保电力系统的安全运行。
 变电站温度在线监测系统可对变电站中的开关柜的温度信息进行采集,能够自动实现变电站运行设备的实时温度监测与实时温度告警功能。系统除了对温度实时监控,通过各种样式的图表及数据快速掌握变电站的设备运行情况,其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了变电站温度在线监测系统的完全可靠和稳定运行。

2. 系统简介
温度在线监测系统通过温度传感器获取现场的温度等信息,实现数据采集、数据存储、温度信息标准、温度信息展示、系统报警、对比分析、统计报表、短信提醒等功能。平台提供对原始采集数据信息的查询,并通过计算形成年、月、日的各种报表。
监控平台基于我公司自主研发的软件开发平台,通过业务模块的开发,实现系统的各个功能。该开发平台,具有数据库兼容功能,和具有强大的数据分析功能,可以保证系统的稳定运行。
 
3. 系统网络结构图
系统网络结构分为如下三层:
现场设备层:通过无线与采集相连
变电站层:通过网络与服务器相连
平台层:通过网络与不同的变电站进行连接
系统网络结构图如下:
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图1)
无线温度传感器作为系统的感知层,分布于各个发热点,实时测量其表面温度,并将温度数据通过无线方式上传给接收终端。
接收终端在系统中承担着数据中继功能,它接收到传感器的数据之后再通过光纤、485或者无线等方式传输给数据后台,他们形成了系统的网络层。
数据到达后台后,用户可以通过浏览器方式监测现场每个传感器的实时温度、历史曲线,如果出现超温情况,可以快速定位并及时通知相关人员。这就是系统的应用层。
 
4. 硬件组成
产品名称 产品型号 数量 说明
无线温度传感器 ZWMSA-05云台红外传感器 根据现场情况定 可选
接收终端 ZWMTA 根据现场情况定 可选
数据库服务器 工控机 根据传感器数量决定 参考“系统硬件及网络配置”部分,可选
专业服务器
网络设备 根据现场情况定 根据现场情况定 485通讯距离<200米
光纤通讯距离<4千米
局域网通讯距离无限
监控后台 手机 在传感器不多时可以和数据库服务器放置在一台工控机上 可选
平板 可选
笔记本 可选
台式机 可选

5. ZWMSA-05云台红外温度传感器
5.1 ZWMSA-05云台红外温度传器介绍
ZWMSA-05智能云台红外温度传感器主要应用于低压系统的电气接点温度测量。 传感器采用工业级阵列传感器和最新的无线通讯芯片,大大提高测量空间的物理范围、温度测量精度和无线通讯距离。
我公司的无线温度传感器是基于美国TI公司的无线数字通信技术及低功耗技术、EH技术而研制的高性能产品。
新一代无线温度感器采用了多重抗干扰措施以及特有的软件算法,经过了国内西高所、开普实验室、浙江省中试所、浙江省质监局等多家权威机构测试认证,并且在国内许多工业现场得以成功应用。体积小巧,安装方式灵活多样,将开关柜温升监测提升到一个新的高度。
5.1.1红外温度传感器参数如下表所示:
 
工作环境 -40~85℃, ≤95%RH  
工作频段 433MHz  
发射功率 13dbm  
传输距离 300m (空旷距离 / Open Distance)
测温方式 红外  
测温范围 -20 ~ +200℃  
测量精度 ±5℃(间距10cm)  
测量间隔 10秒/一次  
发送间隔 20秒~30秒 温度越高发送间隔越短
休眠功耗 <3.0uA  
发射功耗 <15mA  
供电方式 ①AC75-275V/50Hz或电磁感应取电
②DC3.6V 或电磁感应取电
按照施工现场情况而定(二选一)
使用寿命 10年  
可维护性 后期基本免维护  
外形尺寸 78×64×35.5mm 传感器主体尺寸
安装方式 磁铁吸附式,螺丝紧固式,扎带捆绑式  

5.1.2产品尺寸
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图2)

5.1.3产品外观
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图3)  红外云台温度在线监测系统ZWIR(图4)


5.2 ZWMSA-05安装方式
螺丝固定,对于有螺丝孔位置,用螺丝固定更加牢固。
吸铁石固定,对于铁皮柜体,可以直接用内部吸铁石固定。
合金扎带捆绑固定,此安装方式要求在有电流通过的地方。
5.3 与其它产品类比特点
ZWMSA-05温度传感器与其它常见测温设备性能比较如下表所示:

测温方法
技术规格
点式测温传感器 红外测温传感器
测温方式 接触式测温 红外线
测温精度 ±1.0℃ ±5.0℃
响应速度
安装方式 每个发热点都需要固定传感器 只需要1个红外传感器
适用性 柜内裸露部位测温 所有位置都可以测到
成本
维护
 
6. ZWMTA无线接收终端
无线接收终端在现场监测系统中属于核心部件主要负责在现场接收无线温度传感器发送的无线温度数据,并将数据通过移动网络上传至网络服务器。
ZWMTA是我公司针对电力、电气设备连接点部位由于材料老化、接触不良、电流过载等因素引起的温升过高故障隐患,在原有ZWMTA的基础上,开发了能够实时监测电力,电气连接点温度的新一代产品--ZWMTA。该产品采用先进的Cortex-M3内核ARM芯片,符合国网标准的160*160点阵FSTN型液晶,超低功耗设计、RF无线隔离,光电隔离技术,具有隔离彻底、抗干扰能力强、工作可靠、安装方便等特点,很好的解决了高电压状态下的各种温度监测问题。
6.1  无线接收终端的参数如下所示:
工作环境 -40~85℃,<95%RH  
供电方式 AC220V±20%  DC110~ 220V  
整机功耗 ≤3W  
无线频段 433MHz  
接收灵敏度 -110dbm  
传感器点数 240  
显示方式 LCD  
温度变化曲线 2小时  
超温报警 有,门限可设  
本地温、湿度 可选
安装方式 壁挂式、嵌入式 可选
通讯协议 Modbus、IEC61850 可选
通讯方式 以太网、RS485、光纤 可选

6.2  产品尺寸
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图5)
6.3  产品外观
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图6)
7. 报警功能
7.1 系统报警
实时连续监测温度信息,根据系统实际情况,当温度越限时,自动进行系统报警。通过系统设置,事件发生时触发预/报警。并通过系统报警画面、音效、动作触发、E-mail、短信等方式通知用户。
7.2   越限报警
选择某个线夹或者开关柜及户外接点等测温点,可直接进行越限信息的报警。
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图7)


7.3 短信提醒
根据报警信息,自动触发短信发送的流程,能够准确的显示变电站名称、安装位置、线夹或者开关柜及户外接点等测温点名称、报警温度值等信息。
 
8  后台软件系统
8.1 主要功能
配置机型 按客户需求或知名品牌工控机
工作环境 -40~85℃,<95%RH
供电方式 AC220V或DC220V
显示要求 实时温度、历史曲线、超温报警、一次图
报警功能 具有高温告警短信通知功能
通讯功能 串口、以太网口、modbus协议、IEC61850协议
可访问性 可通过浏览器访问
数据容量 可接入不少于60000只温度传感器,并记录数据
软件系统 SPV2.0系统,BS结构

8.2 系统界面
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图8)

8.3 登录界面-主功能选择
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图9)

8.4 主功能界面-设备状态
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图10)

8.5 主功能界面-数据查看
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图11)

8.6 主功能界面-一次图显示视图
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图12)

8.7 系统设置界面-信息录入
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图13)


9 项目施工方案
9.1 无线温度传感器安装方案
9.1.1 通过对工程实际情况的了解,传感器安装主要安装在抽屉柜内,安装方式可选:

红外云台温度在线监测系统ZWIR(图14)

磁铁吸附式
 
红外云台温度在线监测系统ZWIR(图15)
螺丝紧固式

红外云台温度在线监测系统ZWIR(图16)
合金扎带捆绑式

红外云台温度在线监测系统ZWIR(图17)
9.1.2 严格保证传感器安装后的电气间隙不低于对应电压等级的最低安全间隙。


9.2 无线接收终端安装方案
9.2.1 无线接收终端电源参数
供电方式 AC220V或DC220V
整机功耗 <3W
 
9.2.2 接收设备安装方式: 壁挂式

红外云台温度在线监测系统ZWIR(图18)


9.3 通信布线结构及方案
9.3.1 用户提供现场开关柜及所在空间的平面图,同时需要提供无线温度接收终端、站端系统和开关柜所在空间之间的平面图,方便施工人员制定方案;
9.3.2 无线测温节点至无线接收终端之间的通信采用433M无线射频通信;
无线接收终端至后台之间的通信可采用RS485、光纤、网络、无线远传等通信方式,通过MODBUS通讯协议将温度数据发送到后台服务器;
9.3.3 后台服务器可单独布置。
9.4 设备配置说明
9.4.1 传感器配置
 
传感器配置表
  测温方案 安装位置 设备数量 传感器数量
(每台设备)
传感器
总数(只)
抽屉柜 红外测温 抽屉柜内 0 0 0
           
合计(只)  

9.4.2 无线接收终端配置
无线接收终端配置
测温区域 产品型号 安装方式 数量 单位 备注
10KV配电室 ZWMTA 壁挂   视现场情况安装
合计 0  

9.4.3 其他设备及物流配置
其他设备及物料
物品名称 数量 单位 用途
后台服务器 待定 后台系统
双绞屏蔽线 待定 m 通信网络布置
电源线 待定 m 终端电源布置

9.4.4 设备汇总及报价
产品名称 产品型号 单价(含税) 数量 总价 备注
无源无线温度传感器 ZWMSA-05-V2   0    
无线接收终端 ZWMTA   0    
施工服务及辅料 安装辅件   0    
合计   RMB

10 施工服务
10.1 安装准备
用户购买我公司的产品后,请在下列条件满足的情况下,请提前一周通知我公司售后服务部门:
10.1.1 基础设施建设完工、线夹或者开关柜及户外接点等测温点固定就位、母排、进出线安装完毕。
10.1.2 需要后台的用户,必须提供现场的平面图,包括线夹或者开关柜及户外接点等测温点布局、监控室与线夹或者开关柜及户外接点等测温点之间平面图,我们会根据这些资料准备现场所需的安装材料,譬如通讯电缆、光缆已经其他辅料。
10.1.3 现场具备布线的条件,如RS485线光缆的走线槽、穿线孔等。
10.2 施工服务
10.2.1  施工计划
施工前明确安装进度时间,一般安装时间为2至5个工作日,如有后台调试则需与客户协商施工进度及时间;如施工安装由第三方负责,则我公司有义务负责培训第三方工程服务人员。
10.2.2 现场安全
我们的技术人员都经过专业培训,具备丰富的现场作业经验。尽管如此,还需请用户为我们提供1-2名现场服务人员,以保证施工安全和调试顺利。
10.2.3 用户培训
我们在安装调试完成后,会把整个系统交付给用户,请及时给我们的服务进行验收和评价,同时我们会安排专门的用户培训,指导用户操作我们的后台、进行简单的配置和维护。
 
 
 
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