无线温度监测系统 为您提供专业的服务

01

　　开发背景

　　 我国正处于经济快速增长时期，电网的电力供电负荷日益增加，在持续扩大供电同时给电网电器设备带来一系列的安全问题。为尽可能的避免各类电力事故，电力设备安全运行实时监控的任务迫在眉睫。电网设备中的触头和接头是电网安全的一个重要隐患。现有统计结果表明，故障主要发生在如下位置：

　　 1)开关柜中动、静触头故障。开关柜在电力系统中被广泛应用，是变配电系统中的重要设备。开关设备因高压断路器动、静触头接触不良，加上长期的大电流、触头老化等因素易致其接触电阻增大，从而导致长时间发热、触头温升过高甚至终发生高压柜烧毁事故。

　　 2)电缆接头故障。随着运行时间的延长、压接头的松动、绝缘老化、以及局部放电、高压泄漏等，将引起发热和温度的升高，这将使运行状况进一步恶化，促使温度进一步提升，这一恶性循环的结果就引发短路放炮，甚至火灾。
功能

　　1.1数据采集

　　 系统自动采集现场所有温度节点设备的数据。

　　 支持多线程处理机制，提高数据采集效率，能同时对多个设备进行数据采集。

　　1.2数据处理

　　 系统对采集数据进行分析处理。如工程值的变换和修改，数据合理性检查，数据的越限处理，值、小值、平均值的计算，数据的日月年统计等。

　　1.3数据存储

　　 系统将采集的数据存储并不断更新到SQL Server数据库中，数据库能够在线维护，增加、减少、修改数据项。数据库具有较高的安全性，所有存储的数据不能修改以保证数据的真实性。

　　1.4 实时监测

　　 系统人机界面友好，能够以变配电站一次系统图的形式直观显示各测温节点的温度数据。

　　1.5 曲线查询

　　 曲线查询可以按照日期显示温度节点一段时间内的温度变化趋势，方便用户比较找出有异常温度节点的用电回路并且及时进行检修。
　　无线测温系统在吉化奇峰动力厂的应用
　　摘要：为了提升设备安全**，反映设备运行状态，降低设备事故率。需要对生产现场的高低压配电柜内母排搭接处、断路器触头、电缆接头等电气连接点的温度进行监视，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热异常，一旦被监视温度节点发生异常，能够及时响应告警，有关人员采取必要的措施，避免安全事故的发生。无线测温集中监视系统集数据采集、处理、存储，实时监测，曲线查询，报表查询，实时告警，历史告警，权限管理等功能于一体，能够在线监测变配电站内所有温度节点的温度，为变配电站的安全稳定运行提供**
　　关键词：无线测温;安全运行;集中监视;变配电站;Acrel-2000
　　1 引言
　　吉林化纤集团有限责任公司1964年8月1日建成投产，是集化纤及纺织纱线生产、商业贸易、建筑安装为一体的全国大型化纤综合性企业，拥有两个上市公司、两个合资公司、三个域外企业和一个纺织工业园区，是全国的腈纶纤维生产基地。集团公司占地面积190公顷，现有员工万余人，总资产46.3亿元，年利税**3.5亿元。
　　集团公司主导产品包括粘胶短纤维、粘胶长丝、腈纶纤维、化纤浆粕在内的四大系列200多个品种。粘胶短纤维年产量5.5万吨。
　　集团公司的电力来源于奇峰动力厂两台10kV发电机发电供电，发电机及供配电系统设备的安全运行至关重要。
　　 本次项目承接吉林化纤奇峰动力厂发变配电站的无线测温集中监视系统，包括两路发电机刀闸、开关温度监视，7个分配电室断路器温度监视，共计426个测温节点。温度采集设备安装于各个分配电房内，监控主机安装于集控室内。
　　2 需求分析
　　 为了提升设备安全**，反映设备运行状态，降低设备事故率。需要对生产现场的高低压配电柜内母排搭接处、断路器触头、电缆接头等电气连接点的温度进行监视，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热异常，一旦被监视温度节点发生异常，能够及时响应报警，有关人员采取必要的措施，避免安全事故的发生。
　　本文适用于奇峰动力厂变配电所。供方产品具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护。供方提供的产品应至少满足本技术条件，但不**于此，其技术性能应满足对变配电所温度数据监视的要求。
　　1.1数据采集
　　 系统自动采集现场所有温度节点设备的数据。
　　 支持多线程处理机制，提高数据采集效率，能同时对多个设备进行数据采集。
　　1.2数据处理
　　 系统对采集数据进行分析处理。如工程值的变换和修改，数据合理性检查，数据的越限处理，值、小值、平均值的计算，数据的日月年统计等。
　　1.3数据存储
　　 系统将采集的数据存储并不断更新到SQL Server数据库中，数据库能够在线维护，增加、减少、修改数据项。数据库具有较高的安全性，所有存储的数据不能修改以保证数据的真实性。
　　1.4 实时监测
　　 系统人机界面友好，能够以变配电站一次系统图的形式直观显示各测温节点的温度数据。
　　1.5 曲线查询
　　 曲线查询可以按照日期显示温度节点一段时间内的温度变化趋势，方便用户比较找出有异常温度节点的用电回路并且及时进行检修。
　　1.6 报表查询
　　 报表查询可以按照日期查询当日24小时历史数据，并且可以导出Excel表格，方便用户编辑使用。
　　1.7 实时告警
　　 实时告警窗口能够对系统发生的所有故障和异常发出告警，对于温度数据越限进行告警，系统针对温度安全运行设置了高温告警，**温告警的功能。
　　1.8 历史告警
　　 历史告警窗口能够查询系统自运行以来所有的故障、异常、操作记录、越限告警等事件记录，方便用户对系统事件和告警进行历史追溯和故障分析。
　　1.9 权限管理
　　 为**系统的安全稳定运行，系统设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如遥控操作、数据库修改等)。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，微系统运行、维护、管理提供可靠的安全**。
　　2 系统方案
　　 Acrel-2000无线测温集中监视系统根据吉林化纤奇峰动力厂现场实际情况，整体网络结构采用屏蔽双绞线组网后接至串口服务器，再由光纤接至集控室的监控主机，**了变配电室温度集中监视系统传输的稳定性与实时性。
　　 现场发电机开关柜、刀闸小间及变配电所共计11只温度集中显示装置，28只温湿度控制装置。总共分为7个串口通过4条光纤接至集控室的监控主机。
　　2.1 站控管理层
　　 站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在奇峰动力厂工程中主要指置于集控室的监控主机。
　　2.2 网络通讯层
　　 通讯层主要是由串口服务器1台、以太网设备及总线网络组成。串口服务器主要功能是监视现场温度集中显示装置和温湿度控制装置;以太网设备及总线网络的主要功能是实现分站与主站之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，较大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。
　　2.3 现场设备层
　　 现场设备层是数据采集终端，主要由温度集中显示装置和温湿度控制装置组成，智能设备通过屏蔽双绞线RS485接口，采用Modbus-RTU通讯协议总线型连接接入串口服务器，经串口服务器到达集控室的监控主机进行组网，实现远程控制。
　　2.4 总线型连接示意
　　 现场装置以手拉手方式通过屏蔽双绞线(RVSP2*1.0)进行通讯连接，每根总线连接智能装置数量20只左右，不同种类的智能装置连接在不同的总线上，然后将数据上传至串口服务器，进而将数据上传至集控室监控主机。
　　 温度集中监视装置可以显示当前变配电房所有节点温度，温湿度控制装置可以显示当前变配电室的环境温度和湿度。
　　 所有智能设备均能通过总线传输满足与监控主机数据交互的要求。
　　3 系统功能
　　 人机界面，显示变配电所一次系统图，主要实时监视所有回路的温度数据。在系统图中可以直观的看到每路进线和出线的温度数据，　　
　　 历史告警，能完成对查询时间段内出现的告警信息事件记录以及发生时间的查询，为值班人员提供依据并且分析事故发生的原因。
　　 趋势曲线，能够直观的查看回路的温度数据。查看实时和历史趋势曲线，点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换;帮助用户进行趋势分析和故障追忆，具备曲线打印功能。为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。
　　 报表功能，可以选择时间进行查询，支持任意时间当日24小时温度数据查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了可靠的报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示，显示配电回路的节点温度，用户可以直接打印报表，也可以导出Excel表格另行编辑使用。
　　 通讯拓扑图，主要显示系统的组网方式，系统采用分层分布式结构，同时监视间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常，绿色表示通讯中断。
　　4 结束语
　　 在当今发变配电设施的应用中，大型工厂建筑群动力厂的安全运行至关重要，本文介绍的Acrel-2000温度集中监视系统在吉林化纤奇峰动力厂的应用，可以实现对动力厂所有供配电回路的温度进行实时监视，系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示各个供配电回路的温度数据，对温度越限具有弹出报警对话框、语音提示，并能生成各种电能报表、分析曲线等，便于对一段时间内的温度进行分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为大型工厂建筑群解决发变配电的安全运行提供了真实可靠的依据。

3 本方案要实现的目标：

　　总体目标：一体化满足变电站开关柜的实时测温需求，尽量减少投资，减少工程安装量，减少维护人工和费用。

　　4 基本总体方案：

　　为达成上述总体目标，综合分析，并经充分交流沟通后，基本确定以下基本总体方案：

　　1) 对于变电站，采用的的集中数据接收和显示方案。一个集中式接收装置可以接收多达几十面开关柜，数百个测温点的无线数据，将无线测温传感器固定于测温点即可，整个改造工程量远小于现有产品，对无线测温系统的推广具有重大现实意义。集中式接收装置功能强大，显示直观，可通过485通讯和主站联网，对于无人值守站更加适合。

　　2)变电站节点的测温数据全部发往主站，需要主站软件接收、显示和分析。除常规功能外，由于测温点较多，本项目需在人机界面上做出创新设计，实现观察直观方便，*，定位准确的要求。

传统的温度测量方式周期长、施工复杂，效率低，不便于管理，发生故障时要耗费大量的人力物理排查和重新铺设线缆。而在特定场合下监测点分散、环境封闭或有高电压，很多测温方式无法实现测量工作。

　　无线测温系统应运而生。

　　02应用行业

　　矿井、煤场、仓库、钢铁冶炼、化工、电力、电厂等

　　03测试节点位置

　　高低压开关柜断路器断路器上、下触头

　　高压刀闸开关触点

　　高压电缆接头

　　母排连接点

　　干式变压器

　　高低压设备存在接触电阻的连接点

　　低压大电流设备
无线测温系统的出现无疑对保证电气设备的安全可靠运行具有重大意义，但当前产品普遍存在以下问题：

　　当前产品的接收单元一般安装于开关柜面板，接收本柜内的无线测温传感器的数据。本地显示比较直观方便，由于距离很短，对无线传输的距离要求较低，各个开关柜之间的无线数据干扰和冲突问题也可通过信道分配等方式避免。但存在的问题是改造现有变电站的开关柜将会带来很大的工作量：柜体面板需要开孔以安装接收单元，有些开关柜可能很难找到合适的开孔位置，接收单元需要连接电源线，接收单元和主站之间需要布设联网数据线等等。大量的改造工程需要较长的停电时间，这往往使得有些重要变电站的改造实际上无法进行。

　　对于野外设备，现在有少量产品可用于变电站内的户外设备无线测温，但对于长距离线路的节点测温，因其存在电源和通信问题，尚未出现。