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          無源無線測溫裝置

          基于ESS技術的輸配電設備溫度監測系統


          1.概述

          在高壓電力系統中,溫升的實時監測是一個比較難的課題,它一般出現在一次設備的開斷接觸點、線路連接點,其原因多半是由于產品制造裝配不當、設備維護不到位、線路長期超負荷運行、觸點氧化、電弧沖擊等造成接觸電阻增大,運行時往往不斷發熱,溫度不斷上升。

          開關觸點的過熱現象已成為開關柜使用中的常見問題,開關設備的密閉性比較好,在一些負荷較重的變電站、用戶側,開關柜的溫升問題已經成為一大頑疾。電力設備的溫升超標,直接影響設備的安全穩定運行,過熱問題是一個不斷發展的過程,如果不加以監測與控制,對絕緣件的性能及設備壽命產生很大的影響,同時出現惡性循環的情況。同樣的問題還存在與變壓器、母線、PT柜、環網柜、隔離開關等重要部件上。

          電力設備的溫升實時監測刻不容緩,我公司的電氣無線測溫系統主要用于干式變壓器、高低壓開關柜觸頭、高壓電纜接頭、刀閘開關、低壓大電流柜等電氣設備的溫度在線監測。



          電力設備的溫升紅外成像圖

           

            電力設備嚴重超溫的危害

           

           

          2.ESS技術簡介

          能量自供應(Energy Self Supply)技術是建立在微電子技術和微功耗技術的基礎上而發展起來的一門新興學科,它包括太陽能、機械能、電磁能、化學能、風能、熱能等能量的采集、轉換、管理、利用。環境中的能量以各種形式被換能器所吸收、存儲,供給傳感器、低功耗微控制器使用,這個過程就是一個能量自給自足的過程,而不依賴于人為給予能量補給。能量自供應技術上的突破使得以往處于概念階段的“無電池”、“半永久”應用場景成為現實,它還具有可循環、無污染、低能耗等優點,為物聯網的感知層傳感器解決了能量供應,為綠色節能環保產業發展提供了更為廣闊的空間。在變電所、站的運行現場是一個高電壓大電流同時并存的一個環境,在其設備周圍蘊藏了豐富的工頻磁場和電場,ESS利用微電子技術、低功耗技術以及能量管理技術收集開電力設備附近的電磁能,利用換能技術將能量轉化為無線溫度傳感器工作電源。ESS技術解決了傳感器的能量需求問題,使其擺脫了電池的瓶頸,具有安裝方便、壽命持久、體積小巧、維護簡單、產品環保、性能可靠的產品特點。


          ESS技術系統拓撲圖

          3.系統結構

           如下圖所示,電氣接點無線測溫系統主要包含四大部分:無線溫度傳感器、接收裝置、數據服務器、終端應用設備。

          無線溫度傳感器作為系統的感知器件,布局在各個發熱點,實時測量其表面溫度,并將溫度數據通過無線方式發送給傳輸層。

          接收終端在系統中承擔著數據中轉之功能,它接收到傳感器的數據之后再通過光纖、485或者無線等方式傳輸給數據后臺。

          數據在服務器上形成數據庫,用戶可以通過終端應用設備瀏覽器安裝在現場每個傳感器的實時溫度、歷史曲線,如果出現超溫情況,可以快速定位并及時通知相關人員。

           

          無線測溫系統拓撲圖

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

          ATW系列無源無線傳感器


           

          概述

          我公司的ATW系列無線溫度傳感器是基于美國Silicon公司的無線通信技術及低功耗技術、ESS技術而研制的高性能產品,與同行相比較,我們的產品外觀精美、性能優異、測量精確、傳輸穩定,由于采用多重抗干擾技術,在6kV~500kV高壓場合,負荷電流從10A~5000A的范圍內,產品不會自身發熱,測量與通訊功能正常。最大的優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,產品的外形尺寸在業內處于領先地位。

           

          產品型號

          產品外形尺寸   

           

          安裝位置

           

           

          開關柜的動靜觸頭連接處、母排連接處、出線連接處

                 開關柜安裝部位示意圖

           

           

          變壓器的進出線端

           

          變壓器安裝部位示意圖

           

           

           

                   隔離刀閘                             輸電線路接點

                   

           

                隔離開關安裝部位示意圖            變電站線路安裝部位示意圖

           

           

           

          主要技術參數

          項目

          參數

          說明

          工作溫度

          -40~105℃

          殼體無變形、器件無異常

          濕度范圍

          10~95%RH

           

          工作頻段

          400464MHz

          默認434MHz

          發射功率

          +10dbm

           

          通訊速率

          100kbps

           

          傳輸距離

          ≤120m

          視現場障礙物與屏蔽情況而定

          測溫方式

          接觸式

           

          測溫范圍

          -40~+150℃

           

          測量精度

          ±1.0℃

           

          測量間隔

          10s

           

          發送間隔

          10s~1min

          視溫度變化率與溫度絕對值而定

          發射功耗

          <15mA

           

          靜默功耗

          <2uA

          常溫測量

          供電方式

          能量收集

          電磁能收集

          使用壽命

          ≥10年

           

          外形尺寸

          25(l)×22(w)×10(h)mm

          傳感器主體尺寸

          材料特性

          阻燃、無爆炸隱患

          含元器件、殼體、緊固件

           

           

           

           

          ATWZ系列無線在線溫度監控主機裝置

          概述

              無線溫度接收裝置的主要功能是接收無線溫度傳感器的發送出來的溫度數據,并且幫助用戶在現場查看實時溫度數據、歷史曲線,同時也能發出聲光報警與開關量報警信號。我們的無線溫度接收裝置采用進口32位微控制器、國網采集終端指定的5.7寸顯示屏、交直流通用的開關電源,性能穩定、外觀大方。


          產品型號

           

          產品外形尺寸

           

          控制面板

           

          端子定義圖

           

           

           

          主要技術參數


          項目

          參數

          說明

          工作溫度

          -40~85℃

           

          濕度范圍

          10~95%RH

           

          供電方式

          AC220V或DC220V

          其他電壓等級可定制

          整機功耗

          <5W

           

          上行RS-485

          一路

           

          上行網口

          一路

          可選配

          上行速率

          2.4kbps

          可配置

          下行信道

          SUB-G無線

           

          無線頻段

          400464MHz

          默認434MHz

          接收靈敏度

          -112dbm

           

          下行速率

          100kbps

           

          傳感器點數

          270

          可配置

          顯示屏幕

          5.7點陣LCD

           

          溫度曲線

          120點

           

          超溫報警

           

          報警門限

          可設

          默認70

          聲光報警

          蜂鳴器、發光二極管

          本地溫度

          可配

           

          本地濕度

          可配

           

          報警輸出

          開關量輸出

          外接負載

          可接風機、加熱器

          IEC61850

          可選

           

          USB存儲

          可選

           

           

           

           

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