服務(wù)熱線(xiàn)

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          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案

          時(shí)間:2022-04-01 14:41 點(diǎn)擊次數:
           

          1.系統背景

                 在電力系統中,溫度是表征一次設備運行是否正常的一個(gè)重要參數。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(cháng)期運行、嚴重超載運行、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)熱現象,而且,發(fā)熱問(wèn)題是一個(gè)不斷累積的過(guò)程,如果不加以控制,發(fā)熱程度會(huì )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(zhù)現代電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,感應取電技術(shù)已經(jīng)成熟。比起傳統的使用電池供電方式的在線(xiàn)監測,感應取電具有壽命長(cháng),免維護,安全可靠,數據實(shí)時(shí)等優(yōu)勢。因此,現代高壓感應取電技術(shù)的突破解決了高壓情況下在線(xiàn)監測的供電難題。我公司研發(fā)的全新一代無(wú)源無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)溫度傳感器。真正意義上實(shí)現了免維護、自供電、高精度、電氣隔離、主回路無(wú)電流、實(shí)時(shí)溫度監測。

                 針對青海發(fā)投堿業(yè)有限公司熱電廠(chǎng)生產(chǎn)設備測溫的在線(xiàn)監測需求,我公司提出了本次無(wú)線(xiàn)測溫系統方案。利用接觸式無(wú)線(xiàn)測溫的監測和分析,捕捉設備運行異常,及時(shí)發(fā)現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。采用該監測系統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(wú)源無(wú)線(xiàn)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。

                 現場(chǎng)通信設備可采用定向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng),可方便的將現場(chǎng)數據實(shí)時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器。

                 后臺終端采用BS結構,聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)終端可實(shí)現隨時(shí)隨地監控的需要

                 實(shí)現全天24小時(shí)不間斷在線(xiàn)監測,監測數據一越限即報警;


          2.系統簡(jiǎn)介

                 開(kāi)關(guān)柜溫度在線(xiàn)監測系統通過(guò)溫度傳感器獲取線(xiàn)路和金具的溫度信息,實(shí)現數據采集、數據存儲、溫度信息標準、溫度信息展示、系統報警、對比分析、統計報表、短信提醒等功能。平臺提供對原始采集數據信息的查詢(xún),并通過(guò)計算形成年、月、日的各種報表。

                 監控平臺基于我公司自主研發(fā)的軟件開(kāi)發(fā)平臺,通過(guò)業(yè)務(wù)模塊的開(kāi)發(fā),實(shí)現系統的各個(gè)功能。該開(kāi)發(fā)平臺,具有數據庫兼容功能,和具有強大的數據分析功能,可以保證系統的穩定運行。

          3.系統網(wǎng)絡(luò )結構圖

                 我公司的無(wú)源無(wú)線(xiàn)測溫系統主要有三部分構成:無(wú)線(xiàn)測溫傳感器、無(wú)線(xiàn)溫度接收終端、數據服務(wù)器及后臺;

          效果結構圖如下所示:

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖1)



                 無(wú)線(xiàn)溫度傳感器作為系統的感知層,分布于各個(gè)發(fā)熱點(diǎn),實(shí)時(shí)測量其表面溫度,并將溫度數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式上傳給接收終端。

                 接收終端在系統中承擔著(zhù)數據中繼功能,它接收到傳感器的數據之后再通過(guò)光纖、485或者無(wú)線(xiàn)等方式傳輸給數據后臺,他們形成了系統的網(wǎng)絡(luò )層。

                 數據到達后臺后,用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽器方式監測現場(chǎng)每個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)溫度、歷史曲線(xiàn),如果出現超溫情況,可以快速定位并及時(shí)通知相關(guān)人員。這就是系統的應用層。


          4.現場(chǎng)監測系統設備構成

          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(wú)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)的基礎上,是近幾年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科,它涵蓋了太陽(yáng)能、風(fēng)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(xiàn)監測是一個(gè)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(gè)全新的平臺。

                 能量收集(EH)也稱(chēng)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(lái)源中捕獲毫瓦級能量??赡艿哪茉催€來(lái)自手機天線(xiàn)塔等發(fā)出的射頻。然后,電源經(jīng)過(guò)調節并存儲起來(lái)。系統隨后按照所需的間隔觸發(fā),將能量釋放給后續負載使用。

          4.1.2EH技術(shù)應用

                 在輸電線(xiàn)的運行現場(chǎng)具有豐富的電磁能,對于電壓高電流小的場(chǎng)源(如發(fā)射天線(xiàn)、饋線(xiàn)等),電場(chǎng)要比磁場(chǎng)強得多,對于電壓低電流大的場(chǎng)源(如某些感應加熱設備和模具),磁場(chǎng)要比電場(chǎng)大得多。因此我們認為輸電線(xiàn)是一個(gè)工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)能量非常密集的區域。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(xiàn)夾或者開(kāi)關(guān)柜及戶(hù)外接點(diǎn)等測溫點(diǎn)中的電磁能,并將其能量轉化為無(wú)線(xiàn)溫度傳感器所需之電源。

                 將EH技術(shù)應用于輸電線(xiàn)回路的無(wú)線(xiàn)測溫,解決了傳感器的能量需求問(wèn)題,使得傳感器擺脫了對傳統電池的束縛,體積更小,壽命更長(cháng),可靠性更高,安裝更方便,維護更簡(jiǎn)單,產(chǎn)品更環(huán)保,技術(shù)更先進(jìn)。

                 我公司的無(wú)線(xiàn)溫度傳感器是基于美國TI公司的無(wú)線(xiàn)數字通信技術(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(guò)了國內西高所、開(kāi)普實(shí)驗室、浙江省中試所、浙江省質(zhì)監局等多家權威機構測試認證,并且在國內許多工業(yè)現場(chǎng)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(wèn)題;而且體積小,安裝方式靈活多樣,將線(xiàn)夾或者開(kāi)關(guān)柜及戶(hù)外接點(diǎn)等測溫點(diǎn)溫升監測提升到一個(gè)新的高度。

          4.1.3無(wú)溫度傳感器參數如下表所示:

          無(wú)溫度傳感器參數如下表所示:

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖2)


          4.1.4產(chǎn)品外觀(guān)

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖3)

          無(wú)線(xiàn)溫度傳感器 BD27×22×10mm


          4.1.5傳感器安裝方式

          無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器廣泛應用于高低壓開(kāi)關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜觸頭、刀閘開(kāi)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(xiàn)監測;我公司無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器避免使用電池所帶來(lái)的局限,體積小巧,僅相當于傳統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,所以?xún)?yōu)先推薦安裝動(dòng)觸頭。

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖4)

          母排或出線(xiàn)電纜安裝示例


          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖5)

          動(dòng)觸頭安裝示例

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖6)

          靜觸頭安裝示例

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖7)

          生產(chǎn)設備電纜進(jìn)線(xiàn)安裝示例


          4.2無(wú)線(xiàn)接收終端設備

          無(wú)線(xiàn)接收終端在現場(chǎng)監測系統中屬于核心部件,主要負責在現場(chǎng)接收無(wú)線(xiàn)溫度傳感器發(fā)送的無(wú)線(xiàn)溫度數據,并將數據通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )上傳至網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器。

          ZWMTA是我公司針對電力、電氣設備連接點(diǎn)部位由于材料老化、接觸不良、電流過(guò)載等因素引起的溫升過(guò)高故障隱患,在原有接收終端的基礎上,開(kāi)發(fā)了能夠實(shí)時(shí)監測電力,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內核ARM芯片,符合國網(wǎng)標準的160*160點(diǎn)陣FSTN型液晶,超低功耗設計、RF無(wú)線(xiàn)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(diǎn),很好的解決了高電壓狀態(tài)下的各種溫度監測問(wèn)題。

          4.2.1無(wú)線(xiàn)接收終端的參數如下表所示:

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖8)

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖9)

          4.2.2產(chǎn)品外觀(guān)

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖10)

          圖表3無(wú)線(xiàn)接收終端


          5.項目施工方案

          5.1無(wú)線(xiàn)溫度傳感器安裝方案

          通過(guò)對工程實(shí)際情況的了解,確定傳感器安裝主要安裝生產(chǎn)設備電纜進(jìn)線(xiàn)接頭位置。

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖11)

          5.1.2傳感器安裝采用捆綁式,通過(guò)合金帶將傳感器固定于需測溫節點(diǎn)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(wú)線(xiàn)接收終端安裝方案

          5.2.1無(wú)線(xiàn)接收終端電源參數

          供電方式AC220V或DC220V

          整機功耗<3W

          無(wú)線(xiàn)接收終端安裝方式(安裝方式根據客戶(hù)需求及實(shí)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

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖12)

          5.3通信布線(xiàn)結構及方案

          5.3.1用戶(hù)提供現場(chǎng)開(kāi)關(guān)柜及所在空間的平面圖,同時(shí)需要提供無(wú)線(xiàn)溫度接收終端、站端系統和開(kāi)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(wú)線(xiàn)測溫節點(diǎn)至無(wú)線(xiàn)接收終端之間的通信采用433M無(wú)線(xiàn)射頻通信;

          5.3.3無(wú)線(xiàn)接收終端至后臺之間的通信可采用RS485或無(wú)線(xiàn)遠傳通信,將溫度數據發(fā)送到后臺服務(wù)器。

          方案一:RS485通訊

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖13)

          方案二:無(wú)線(xiàn)通訊

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖14)


          5.3.4后臺服務(wù)器單獨布置。

          5.4設備配置說(shuō)明

          5.4.1傳感器配置

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖15)

          5.4.2無(wú)線(xiàn)接收終端配置

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖16)

          5.4.3其他設備及物流配置

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖17)

          5.4.4設備匯總及報價(jià)

          生產(chǎn)設備無(wú)線(xiàn)測溫方案(圖18)


          7 售后服務(wù)承諾


          7.1安裝準備

          用戶(hù)購買(mǎi)我公司的產(chǎn)品后,請在下列條件滿(mǎn)足的情況下,請提前一周通知我公司售后服務(wù)部門(mén):

          7.1.1基礎設施建設完工、線(xiàn)夾或者開(kāi)關(guān)柜及戶(hù)外接點(diǎn)等測溫點(diǎn)固定就位、母排、進(jìn)出線(xiàn)安裝完畢。

          7.1.2需要后臺的用戶(hù),必須提供現場(chǎng)的平面圖,包括線(xiàn)夾或者開(kāi)關(guān)柜及戶(hù)外接點(diǎn)等測溫點(diǎn)布局、監控室與線(xiàn)夾或者開(kāi)關(guān)柜及戶(hù)外接點(diǎn)等測溫點(diǎn)之間平面圖,我們會(huì )根據這些資料準備現場(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現場(chǎng)具備布線(xiàn)的條件,如RS485線(xiàn)光纜的走線(xiàn)槽、穿線(xiàn)孔等。

          7.2施工服務(wù)

          7.2.1 施工計劃

          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,如有后臺調試則需與客戶(hù)協(xié)商施工進(jìn)度及時(shí)間;如施工安裝由第三方負責,則我公司有義務(wù)負責培訓第三方工程服務(wù)人員。

          7.2.2 現場(chǎng)安全

          我們的技術(shù)人員都經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓,具備豐富的現場(chǎng)作業(yè)經(jīng)驗。盡管如此,還需請用戶(hù)為我們提供1-2名現場(chǎng)服務(wù)人員,以保證施工安全和調試順利。

          7.2.3 用戶(hù)培訓

          我們在安裝調試完成后,會(huì )把整個(gè)系統交付給用戶(hù),請及時(shí)給我們的服務(wù)進(jìn)行驗收和評價(jià),同時(shí)我們會(huì )安排專(zhuān)門(mén)的用戶(hù)培訓,指導用戶(hù)操作我們的后臺、進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置和維護。


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