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高壓開關(guān)柜觸頭及電纜中間接頭溫度在線監(jiān)測技術(shù)方案書
來源:正瑞電子        瀏覽:8555         發(fā)布日期:2019-03-07

一、綜述

    高壓開關(guān)柜在運(yùn)行過程中,開關(guān)的動靜觸頭、母線連接頭等部位因長期負(fù)荷較大、老化等原因會導(dǎo)致接觸電阻過大而發(fā)熱,若不及時(shí)進(jìn)行處理,最終可能會因過熱造成火災(zāi)和大面積停電事故的發(fā)生。對其進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測,能使運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施,避免經(jīng)濟(jì)損失和安全事故的發(fā)生。

電纜在各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中(例如:發(fā)電廠、開關(guān)室,電機(jī)等)充當(dāng)著重要能源輸送角色。電纜電流過荷或電纜接頭接觸不良異常發(fā)熱到最后發(fā)生火災(zāi),它是一個漸變過程。所以,為做到對用電環(huán)境全天候監(jiān)測,我們必須從早期防范開始,那么,最有效的技術(shù)手段就是從供電電纜測溫入手,直接切入事件的關(guān)鍵點(diǎn),通過監(jiān)測電纜工作溫度是否異常來警示整個用電系統(tǒng)環(huán)境是否處于安全狀態(tài)。

現(xiàn)場情況及需求分析

二、現(xiàn)場情況分析

    現(xiàn)場有一座110KV變電站,在其下面有兩座35KV變電站,110KV變電站和35KV變電站之間有高壓電纜連接,并有電纜中間接頭需要測溫,在35KV 配電室需要對開關(guān)柜觸頭進(jìn)行溫度在線監(jiān)測。現(xiàn)場需求圖如下:

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三、技術(shù)方案

3.1 變電站內(nèi)的測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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    開關(guān)柜觸頭溫度監(jiān)測采用無線溫度傳感器,通過無線溫度監(jiān)測器收集溫度后傳到后臺監(jiān)控軟件ZRMSCADA,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查看和報(bào)警功能。

    無線溫度傳感器安裝在小車斷路器梅花觸頭后面的觸臂上。

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    電纜中間接頭溫度通過電纜溫度傳感器采集溫度,電纜溫度監(jiān)測器將溫度傳到后臺監(jiān)控軟件ZRMSCADA,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查看和報(bào)警功能。

 3.2現(xiàn)場布置示意圖

 

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 3.3系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

兩個變電站的后臺監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)共享,可以相互查詢數(shù)據(jù),通過安裝監(jiān)控客戶端,在一個變電站可以同時(shí)監(jiān)控兩個變電站的監(jiān)控畫面。

電纜溫度監(jiān)測器的測溫總線可以達(dá)到1000米,可掛接溫度傳感器數(shù)量達(dá)到128個。

開關(guān)柜無線溫度監(jiān)測采用自取電無線溫度傳感器,由小CT磁飽和技術(shù)由一次電流感應(yīng)出電源,電流保持在5安-5000安之間,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(hù)工作量。

四、技術(shù)參數(shù)

4.1電纜溫度傳感器

本系統(tǒng)采用美國DALLAS 公司推出的一種可組網(wǎng)的數(shù)字式溫度傳感器(DTS-4),它體積小,電壓適用范圍寬(3~5V),只有一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口,屬于單總線專用芯片之一。被測溫度值直接以“單總線”的數(shù)字方式傳輸,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。一條測溫電纜最多能帶128個溫度傳感器,最長距離為1000米。測溫總線電纜采用防水阻燃兩芯屏蔽雙絞線,規(guī)格型號:RVVSP2*0.75mm2 。

 

溫度傳感器技術(shù)參數(shù):

項(xiàng)目

溫度測量范圍

-55℃~+127℃

測溫精度

±0.5℃

封裝

不銹鋼金屬殼封裝,防水,抗電磁干擾。

數(shù)據(jù)傳輸接口

單總線數(shù)字信號傳輸

外形尺寸

51mm*26mm*12mm

與溫度監(jiān)測器傳輸距離

最遠(yuǎn)1000米

4.2電纜溫度監(jiān)測器(型號:DCT-4)

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具有極高的可靠性和安全性。監(jiān)測器主機(jī)的LED數(shù)碼顯示屏循環(huán)顯示出每個探測點(diǎn)的溫度值,通過RS485方式上傳到監(jiān)控計(jì)算機(jī),方便運(yùn)行人員能夠?qū)﹄娎|溫度進(jìn)行準(zhǔn)確地巡檢,對電纜運(yùn)行狀態(tài)能夠及時(shí)地掌握。

一臺監(jiān)測器最多可帶128個溫度傳感器。測溫總線最長距離1000米。

   

電纜溫度監(jiān)測器的性能指標(biāo):

項(xiàng)目

工作電壓

交流220VAC

工作溫度

-40℃~+85℃

顯示分辨率

0.1℃

通訊方式

RS-485串口

報(bào)警輸出

1個(無源接點(diǎn))250VAC、0.6A或24VDC、5安

外形尺寸


 

4.3無線溫度傳感器

   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5安-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(hù)工作量。

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無線溫度傳感器性能指標(biāo):

項(xiàng)目

測溫元件

數(shù)字集成溫度傳感器

測溫范圍

-55℃~+125℃

測溫誤差

小于0.5 ℃

測溫分辨率

±0.1℃

接口方式

無線數(shù)字通訊接口

發(fā)送頻率

12S發(fā)送一次

供電方式

CT取電

 

 

4.4無線溫度監(jiān)測器   

無線溫度監(jiān)測器性能指標(biāo):

項(xiàng)目

測點(diǎn)

128個

報(bào)警輸出

1個(無源接點(diǎn))250Vac,0.6A或24Vdc,5安

通訊接口

RS-485

通訊規(guī)約

Modbus-RTU規(guī)約

工作電壓

交流220VAC,  220V DC(無需電源適配器)

掛裝式尺寸

195×128×72(mm)

盤裝式尺寸

90×90×100(mm)

4.5  ZRMSCADA溫度監(jiān)測系統(tǒng)軟件

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               ZRMSCADA主界面                            

 

ZRMSCADA溫度監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有下列功能:

數(shù)據(jù)通訊

實(shí)時(shí)溫度巡檢顯示

實(shí)時(shí)曲線

溫度超上限報(bào)警

歷史曲線查詢

網(wǎng)上數(shù)據(jù)發(fā)布

曲線畫面打印

權(quán)限管理

五、產(chǎn)品保修及服務(wù)承諾 

    山東正瑞電子有限公司作為ISO9001:2000國際質(zhì)量管理體系認(rèn)證企業(yè),保障產(chǎn)品的生產(chǎn)、服務(wù)等將嚴(yán)格按照體系規(guī)定執(zhí)行。 

本公司還對客戶提供上門技術(shù)支持服務(wù)。針對客戶在系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障,工程師認(rèn)為通過電話熱線無法解決問題,就會根據(jù)客戶的要求提供現(xiàn)場技術(shù)支持?,F(xiàn)場技術(shù)支持包括故障診斷、提交解決方案、系統(tǒng)參數(shù)恢復(fù)、重裝系統(tǒng)等服務(wù)。

 

附:電纜溝電纜溫度監(jiān)測另一種方案

分布式光纖測溫方案

一、系統(tǒng)簡介

    可恢復(fù)式線型光纖差定溫火災(zāi)探測器DCT-8000是一款連續(xù)分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(DTS),它利用光時(shí)域反射(OTDR)技術(shù)和拉曼(Raman)散射效應(yīng)測量沿光纖分布的溫度變化。該系統(tǒng)中光纖既是傳輸介質(zhì),又是傳感器,激光脈沖沿光纖向前傳輸,激光與光纖介質(zhì)相互作用,產(chǎn)生極為微弱的背向拉曼散射光(溫度敏感的anti-stokes光和溫度不敏感的stokes光),經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏光電探測器所探測,再經(jīng)高速信號采集和微弱信號處理,得到背向散射信號光的光強(qiáng)比值和返回時(shí)間,從而實(shí)時(shí)獲得溫度分布信息。分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)線型火災(zāi)探測器,具有測量距離長、無測量盲區(qū)、實(shí)時(shí)測量等優(yōu)點(diǎn),在電力、交通隧道、地鐵、石化、大壩等領(lǐng)域均有應(yīng)用。

    山東正瑞電子有限公司的DCT-8000集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)和微弱信號檢測等高新技術(shù)為一體,采用光電測量技術(shù)和光纖技術(shù),產(chǎn)品具有測量精度高、測量時(shí)間短、測量距離長等特點(diǎn),可滿足客戶的不同應(yīng)用需求。DCT-8000具有定溫、差溫、溫升等多種報(bào)警算法,可提供聲、光、圖像和繼電器報(bào)警方式,同時(shí)提供豐富的標(biāo)準(zhǔn)接口方便與火災(zāi)報(bào)警控制器和其它消防設(shè)備相連,具備良好的兼容性和擴(kuò)展性。

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DCT-8000系統(tǒng)

二、測量原理

    DCT-8000同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度測量和空間定位功能,其中溫度測量利用光纖自發(fā)拉曼Raman散射效應(yīng),空間定位基于散射信號的回波時(shí)間(OTDR技術(shù))。DCT-8000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如1-2所示。高速驅(qū)動電路驅(qū)動激光器發(fā)出一窄脈寬激光脈沖,激光脈沖經(jīng)波分復(fù)用器后沿傳感光纖向前傳輸,激光脈沖與光纖分子相互作用,產(chǎn)生多種微弱的背向散射,包括瑞利Rayleigh散射、布里淵Brillouin散射和拉曼Raman散射等,其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動,產(chǎn)生溫度不敏感的斯托克斯Stokes光和溫度敏感的反斯托克斯Anti-Stokes,兩者的波長不一樣,經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏的探測器所探測。光纖中的Anti-Stokes光強(qiáng)受外界溫度調(diào)制,Anti-Stokes與Stokes的光強(qiáng)比值準(zhǔn)確反映了溫度信息;不同位置的拉曼散射信號返回探測器的時(shí)間是不一樣的,通過測量該回波時(shí)間即可確定散射信號所對應(yīng)的光纖位置;結(jié)合高速信號采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù),可準(zhǔn)確、快速地獲得整根傳感光纖的溫度分布信息。

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DTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

DCT-8000利用分布式光纖測溫技術(shù)可獲得傳感光纖上每一點(diǎn)的溫度信息,并在用戶軟件界面上實(shí)時(shí)顯示.



三、系統(tǒng)特點(diǎn)及功能

實(shí)時(shí)性:DTS分布測溫系統(tǒng)對待測區(qū)域的溫度進(jìn)行7×24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位過熱點(diǎn),做到早期預(yù)警。

分布式:DTS系統(tǒng)為分布式測溫,連續(xù)監(jiān)測,可根據(jù)現(xiàn)場情況任意設(shè)定報(bào)警值。實(shí)時(shí)顯示待測范圍內(nèi)任意點(diǎn)的溫度變化。

成熟性:DTS光纜分布式溫度測量系統(tǒng)是電纜溫度在線監(jiān)測的最有效的手段,在國外已經(jīng)取代傳統(tǒng)的線性感溫材料,在技術(shù)上已非常成熟完善;通過采用不同的外護(hù)套材料,探測光纜可以適應(yīng)各種環(huán)境;區(qū)域長度設(shè)定、報(bào)警值設(shè)定及系統(tǒng)校定均可采用Windows 2000及以上版本軟件來完成。

準(zhǔn)確性:DTS系統(tǒng)溫度分辨率可以達(dá)到0.1℃,溫度精度可以達(dá)到1℃;終端機(jī)內(nèi)的激光發(fā)射裝置每秒鐘會發(fā)射上萬次的光脈沖,并將取樣溫度的平均值輸出到顯示系統(tǒng),基本消除誤差。

靈活性:DTS監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測是連續(xù)的,可設(shè)置多級定溫報(bào)警,如30℃初報(bào)警,40℃預(yù)報(bào)警,50℃采取措施等,并且可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況進(jìn)行修正;為避免誤報(bào)發(fā)生,在設(shè)定定溫報(bào)警的同時(shí),還可以設(shè)定溫升速率報(bào)警,或定溫和差溫結(jié)合報(bào)警。報(bào)警控制區(qū)可編程,并可按照用戶的要求進(jìn)行分區(qū),可針對環(huán)境變化最多可設(shè)置500個不同報(bào)警控制區(qū)域。

擴(kuò)展性:DTS系統(tǒng)可以對多路光纖進(jìn)行同時(shí)測量,根據(jù)實(shí)際需要,有1、2、4或8路可以選擇。

兼容性:DTS系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)網(wǎng)口、RS232接口,向終端用戶控制系統(tǒng)(如平板PC)提供分區(qū)、溫度及報(bào)警信息。

安全性:DTS系統(tǒng)具備內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄功能,可儲存一年的歷史數(shù)據(jù),并可把存儲的數(shù)據(jù)調(diào)(恢復(fù))出來;遠(yuǎn)程控制和診斷,可通過網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和診斷;如果光纖受損,DTS系統(tǒng)可以即時(shí)定位受損點(diǎn),并通過光纖熔接機(jī)對其進(jìn)行熔接,這對于有效的實(shí)施在線監(jiān)測是非常重要的;探測光纜本征安全,采用光信號,不會與動力電纜之間產(chǎn)生相互電磁干擾。

完整性:DTS分布式溫度測量系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境要求采用回路配置-即光纜的兩端均連接到DTS主機(jī)上。回路設(shè)計(jì)采用“雙端”數(shù)據(jù)處理(即如果出現(xiàn)斷路,可從回路兩端同時(shí)進(jìn)行單端測量),因此光纜上單點(diǎn)受損并不影響DTS系統(tǒng)在回路兩端采集數(shù)據(jù)的能力,也不會引起任何性能損失,如響應(yīng)時(shí)間,區(qū)域定位及溫度分辨率將保持不變。

2、系統(tǒng)組成

DCT-8000完整系統(tǒng)由機(jī)柜部分、光纖部分和上位機(jī)軟件等組成,如所示。

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機(jī)柜部分示意圖

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光纜部分示意圖

2.1機(jī)柜部分

機(jī)柜部分可配置測溫主機(jī)(標(biāo)配)、液晶顯示器(選配)、19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜(選配)、繼電器單元(選配)和消防電源(選配)、蓄電池(選配)等。(具體配置以及規(guī)格以訂購合同為準(zhǔn))

測溫主機(jī)

測溫主機(jī)是系統(tǒng)的核心設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了溫度解析和火警判斷的功能。

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測溫主機(jī)外觀圖

 

測溫主機(jī)接口圖

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DCT-8000主機(jī)接口示意圖

編號

接口及功能

1

USB接口(2個)

2

網(wǎng)絡(luò)接口,用于連接10M/100M以太網(wǎng)

3

VGA接口,用于連接顯示器

4

RS232串口,用于連接RS232設(shè)備

5

PS/2接口,用于連接鍵盤或鼠標(biāo)

6

16路繼電器干接點(diǎn)輸出,2A/125V.

7

DC24V直流電源接口

8

AC220V交流電源接口(含保險(xiǎn)絲)

9

光纖通道接口,F(xiàn)C/APC類型,用于連接傳感光纖

 

消防電源(含蓄電池)

消防電源主要用于為測溫主機(jī)、顯示器等設(shè)備提供穩(wěn)定連續(xù)的24V直流電源。

 

2.2 感溫光纜

光纜外觀圖

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感溫光纜示意圖

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光纜連接頭示意圖

 

安裝方式:每層電纜按S型分布感溫光纜。

3、安裝圖

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