某水泥廠開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng) (光纖通信) 技術(shù)方案書

一、綜述

現(xiàn)代社會對電能的依賴性極高，用電密度越大的地區(qū)對電的依賴性越高，因而對供電設(shè)備的可靠性提出了越來越高的要求。目前普遍使用的小車式開關(guān)柜由于斷路器與開關(guān)柜之間采用插頭聯(lián)接，當(dāng)小車與開關(guān)柜因制造、運輸及安裝不良等都將引起觸頭接觸不良，接觸電阻增大，出現(xiàn)觸頭溫升過高，甚至燒毀，造成停電，這些現(xiàn)象在大電流開關(guān)柜如進線柜上尤為突出，且影響極大。

《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》第11.7.2條也提出：定期檢查開關(guān)設(shè)備的接頭部、隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別是在重負(fù)荷或高溫期間，加強對運行設(shè)備溫升的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時采取措施。

為避免此類事故的發(fā)生，安裝一種能即時監(jiān)測觸頭溫升的裝置顯得非常迫切。

傳統(tǒng)無線測溫系統(tǒng)廠家均采用電池供電方式，該方式高溫下電池壽命大大降低，實際壽命很不確定。大量使用，需頻繁停電更換電池，后期維護成本高；存在安全隱患，電池長期處于高溫下存在液體滲漏或爆炸危險；直接影響一次系統(tǒng)安全；為了減少功耗，數(shù)據(jù)提取間隔時間長，實時性差。

山東正瑞電子有限公司發(fā)明的新型無線測溫傳感器，不含任何電池，采用感應(yīng)供電方式解決了高壓端的無線傳感器供電問題。

 

二、現(xiàn)場情況及需求分析

現(xiàn)場無線測溫點布置及要求

序號	分布區(qū)域	柜子數(shù)量(面)	距離總降	測溫點數(shù)	備注
1	熟料配電室	5	1000	30	每面柜子按6個點算
2	原料處理配電室	4	500	24
3	總降	11		66
4	水泥配電室	15	180	90
5	窯頭配電室	8	300	48
6	生料配電室	13	600	78
	合計			336

6個配電室的開關(guān)柜溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)一在總降實現(xiàn)集中監(jiān)控。

三、技術(shù)方案

1、系統(tǒng)方案圖

 

2、方案設(shè)計

現(xiàn)場有6個地方需要監(jiān)測開關(guān)柜觸頭溫度，在每個開關(guān)柜動觸頭處安裝微型溫度傳感器（WS7050），開關(guān)室墻上安裝一臺溫度監(jiān)測器(DCT30),溫度傳感器通過433mkz射頻無線頻段把溫度信號上傳到溫度監(jiān)測器上，溫度監(jiān)測器通過光纖到總降的電腦上，在總降室安裝工控機,實現(xiàn)全廠開關(guān)柜溫度信號的集中監(jiān)控。

3、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)有溫度傳感器(WS7050)、溫度監(jiān)測器(DCT30)、無線DTU(含4G流量卡)、工控機和軟件組成。

 3.1 感應(yīng)供電式(CT)無線溫度傳感器

 WS7050無線溫度傳感器用于測量高壓開關(guān)柜內(nèi)的電氣接點（如電纜接頭，斷路器觸頭等）的運行溫度。無線溫度傳感器是由溫度傳感器、信號處理及無線發(fā)射器、感應(yīng)電源三部分組成。

溫度傳感器具有小巧的體積，當(dāng)與被測物體表面直接接觸時，能保證快速測量溫度的變化，并將溫度變化的信號傳到信號處理及無線發(fā)射器，進行信號處理并將處理后的信號通過無線傳輸?shù)綔囟缺O(jiān)測器。感應(yīng)電源采用小CT磁飽和技術(shù)由一次電流感應(yīng)出電源，電流保持在3A-5000A之間，感應(yīng)電源即可不間斷提供給傳感器穩(wěn)定的工作電壓，消除了電池供電需要停電更換的弊端，大大減少了維護量。              

  傳感器實圖

  

性能指標(biāo)

l  測溫元件：數(shù)字集成溫度傳感器

l  測溫范圍：-40℃～125℃

l  溫度測量精度：±0.5℃

l  測溫分辨率：±0.1℃。

l  接口方式：無線數(shù)字通訊接口。

l  采集時間：2s；

l  數(shù)據(jù)發(fā)送間隔：10S；

l  傳感器最大數(shù)據(jù)傳輸率：100kbps；

l  溫度測量精度：±0.5℃

l  傳感器靈敏度：-110dBm；

l  傳感器工作電壓：1.8V～3.6V；

l  發(fā)射時工作電流：11mA；

l  傳感器工作頻段：433MHz

l  工頻耐壓：35KV電壓等級95KV/分，10KV電壓等級42KV/分。

l  雷電沖擊電壓：185KV/分。

l  適用開關(guān)額定電流：630A、1250A、2000A、3150A、4000A、5000A

l  CT式工作電流：>3-5A。

l  傳輸距離：戶內(nèi)80米、戶外300米。 

l  環(huán)境溫度：-40℃ ～ 80℃

3.2  無線溫度監(jiān)測器

連續(xù)監(jiān)測高壓開關(guān)柜內(nèi)接點的運行溫度，由數(shù)字顯示屏循環(huán)顯示出每個帶電觸頭的溫度值，可確定觸頭的過熱程度，當(dāng)發(fā)生超溫時，儀器發(fā)出報警指示。并可將溫度值通過RS485接口傳到計算機作進一步數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)開關(guān)柜溫度的集中監(jiān)測。

性能指標(biāo)

l  測點數(shù)量：256個（每個無線信道支持128個無線溫度傳感器）。

l  顯示屏：4.3寸彩色

l  報警輸出：1個（無源接點）250Vac,0.6A或24Vdc,5A。

l  通訊接口：RS-485。

l  通訊規(guī)約：Modbus與電力103規(guī)約可選

l  工作電壓：交直流220V

l  工作溫度：-40℃～+70℃。

l  外形尺寸：150*130*58（mm）

l  安裝方式：掛式安裝和盤式安裝兩種

 

      3.4 光電轉(zhuǎn)換器件

采用工業(yè)級元器件和專門設(shè)計，可在極端的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境。

數(shù)據(jù)支持RS232、RS422、RS485接口。

多種光接口形式，支持單芯單模光纖。

堅固而小巧精致的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有一定的防護等級。

提供卡軌式、壁掛式等安裝方式，適用于不同的安裝條件。

安裝方式：35mm DIN卡軌式，壁掛式

3.5 監(jiān)控計算機

  研祥IPC-810/i5-3570 主頻3.4 睿頻3.8/內(nèi)存4G/500G硬盤/獨立顯卡1G/鍵鼠/4U機架式安裝。

     3.6 ZRMSCADA3.0在線監(jiān)測預(yù)警軟件平臺簡介

在線監(jiān)測軟件分為通訊模塊，監(jiān)控模塊，組態(tài)設(shè)計模塊組成。

通過該軟件，能夠與不同協(xié)議的終端儀表通訊，并將數(shù)據(jù)寫入SQL數(shù)據(jù)庫，可查詢歷史記錄，曲線，報警窗口彈出，打印等。同時能夠?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)客戶端查看數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)上阿里云服務(wù)器，通過手機APP查看和報警。

主要功能：

具有ModbusRTU，ModbusTCP，CDT等多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以增加其他非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信模塊。

可以查看現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)；

具有超溫，超限等報警功能；

采用C/S結(jié)構(gòu)，可通過安裝客戶端軟件查看數(shù)據(jù)；

存儲歷史數(shù)據(jù)，可查看歷史曲線，歷史報警記錄等。

采集各個變電站終端的信息數(shù)據(jù)；

顯示各電纜中間頭溫度，開關(guān)柜觸頭溫度，電容器溫度等；

報警功能，探測器報警，溫度超限報警，通信中斷報警等；

溫度歷史曲線查詢；

歷史報警事件查詢；

權(quán)限管理，獲得權(quán)限可通過客戶端瀏覽數(shù)據(jù)。

報警聯(lián)動，報警時彈出報警畫面，顯示報警位置。

數(shù)據(jù)上阿里云服務(wù)器，通過手機APP查看和報警。

             

 

四、材料配置

序號	名稱	廠家型號	單位	數(shù)量	單價	金額	備注
1	前端數(shù)據(jù)采集層
1.1	無線溫度傳感器	正瑞WS7050	支	336
1.2	無線溫度監(jiān)測器	正瑞DCT30	臺	6
1.3	電氣箱	300*400*200mm	個	6			含空開，開關(guān)電源燈
1.4	電源線	RVVP 2*1.0mm2	米	200			阻燃，防水
	小計
2	集中監(jiān)控部分
2.1	監(jiān)控計算機	研祥810	臺	1			帶顯示器、音箱
2.2	在線監(jiān)測軟件	ZRMSCADAV3.0	套	1
2.3	光纜	8芯	米	2600
2.4	通信線纜	Rvvsp0.5*2	米	50
2.5	光電轉(zhuǎn)換器	485轉(zhuǎn)光	臺	6			帶網(wǎng)關(guān)功能
2.6	RS485轉(zhuǎn)換器		個	1
2.7	485集線器		臺	1

 

山東正瑞電子有限公司

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