某水泥厂开关柜温度在线监测系统 (光纤通信) 技术方案书

一、综述

现代社会对电能的依赖性极高，用电密度越大的地区对电的依赖性越高，因而对供电设备的可靠性提出了越来越高的要求。目前普遍使用的小车式开关柜由于断路器与开关柜之间采用插头联接，当小车与开关柜因制造、运输及安装不良等都将引起触头接触不良，接触电阻增大，出现触头温升过高，甚至烧毁，造成停电，这些现象在大电流开关柜如进线柜上尤为突出，且影响极大。

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》第11.7.2条也提出：定期检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分（重点部位：触头、出线座等），特别是在重负荷或高温期间，加强对运行设备温升的监视，发现问题应及时采取措施。

为避免此类事故的发生，安装一种能即时监测触头温升的装置显得非常迫切。

传统无线测温系统厂家均采用电池供电方式，该方式高温下电池寿命大大降低，实际寿命很不确定。大量使用，需频繁停电更换电池，后期维护成本高；存在安全隐患，电池长期处于高温下存在液体渗漏或爆炸危险；直接影响一次系统安全；为了减少功耗，数据提取间隔时间长，实时性差。

山东天博tb综合体育有限公司发明的新型无线测温传感器，不含任何电池，采用感应供电方式解决了高压端的无线传感器供电问题。

 

二、现场情况及需求分析

现场无线测温点布置及要求

序号	分布区域	柜子数量(面)	距离总降	测温点数	备注
1	熟料配电室	5	1000	30	每面柜子按6个点算
2	原料处理配电室	4	500	24
3	总降	11		66
4	水泥配电室	15	180	90
5	窑头配电室	8	300	48
6	生料配电室	13	600	78
	合计			336

6个配电室的开关柜温度数据统一在总降实现集中监控。

三、技术方案

1、系统方案图

 

2、方案设计

现场有6个地方需要监测开关柜触头温度，在每个开关柜动触头处安装微型温度传感器（WS7050），开关室墙上安装一台温度监测器(DCT30),温度传感器通过433mkz射频无线频段把温度信号上传到温度监测器上，温度监测器通过光纤到总降的电脑上，在总降室安装工控机,实现全厂开关柜温度信号的集中监控。

3、系统组成

系统有温度传感器(WS7050)、温度监测器(DCT30)、无线DTU(含4G流量卡)、工控机和软件组成。

 3.1 感应供电式(CT)无线温度传感器

 WS7050无线温度传感器用于测量高压开关柜内的电气接点（如电缆接头，断路器触头等）的运行温度。无线温度传感器是由温度传感器、信号处理及无线发射器、感应电源三部分组成。

温度传感器具有小巧的体积，当与被测物体表面直接接触时，能保证快速测量温度的变化，并将温度变化的信号传到信号处理及无线发射器，进行信号处理并将处理后的信号通过无线传输到温度监测器。感应电源采用小CT磁饱和技术由一次电流感应出电源，电流保持在3A-5000A之间，感应电源即可不间断提供给传感器稳定的工作电压，消除了电池供电需要停电更换的弊端，大大减少了维护量。              

  传感器实图

  

性能指标

l  测温元件：数字集成温度传感器

l  测温范围：-40℃～125℃

l  温度测量精度：±0.5℃

l  测温分辨率：±0.1℃。

l  接口方式：无线数字通讯接口。

l  采集时间：2s；

l  数据发送间隔：10S；

l  传感器最大数据传输率：100kbps；

l  温度测量精度：±0.5℃

l  传感器灵敏度：-110dBm；

l  传感器工作电压：1.8V～3.6V；

l  发射时工作电流：11mA；

l  传感器工作频段：433MHz

l  工频耐压：35KV电压等级95KV/分，10KV电压等级42KV/分。

l  雷电冲击电压：185KV/分。

l  适用开关额定电流：630A、1250A、2000A、3150A、4000A、5000A

l  CT式工作电流：>3-5A。

l  传输距离：户内80米、户外300米。 

l  环境温度：-40℃ ～ 80℃

3.2  无线温度监测器

连续监测高压开关柜内接点的运行温度，由数字显示屏循环显示出每个带电触头的温度值，可确定触头的过热程度，当发生超温时，仪器发出报警指示。并可将温度值通过RS485接口传到计算机作进一步数据处理，实现开关柜温度的集中监测。

性能指标

l  测点数量：256个（每个无线信道支持128个无线温度传感器）。

l  显示屏：4.3寸彩色

l  报警输出：1个（无源接点）250Vac,0.6A或24Vdc,5A。

l  通讯接口：RS-485。

l  通讯规约：Modbus与电力103规约可选

l  工作电压：交直流220V

l  工作温度：-40℃～+70℃。

l  外形尺寸：150*130*58（mm）

l  安装方式：挂式安装和盘式安装两种

 

      3.4 光电转换器件

采用工业级元器件和专门设计，可在极端的温度范围内稳定工作，能适应工业现场恶劣的工作环境。

数据支持RS232、RS422、RS485接口。

多种光接口形式，支持单芯单模光纤。

坚固而小巧精致的外形结构设计，具有一定的防护等级。

提供卡轨式、壁挂式等安装方式，适用于不同的安装条件。

安装方式：35mm DIN卡轨式，壁挂式

3.5 监控计算机

  研祥IPC-810/i5-3570 主频3.4 睿频3.8/内存4G/500G硬盘/独立显卡1G/键鼠/4U机架式安装。

     3.6 ZRMSCADA3.0在线监测预警软件平台简介

在线监测软件分为通讯模块，监控模块，组态设计模块组成。

通过该软件，能够与不同协议的终端仪表通讯，并将数据写入SQL数据库，可查询历史记录，曲线，报警窗口弹出，打印等。同时能够实现局域网内客户端查看数据,数据上阿里云服务器，通过手机APP查看和报警。

主要功能：

具有ModbusRTU，ModbusTCP，CDT等多种标准协议，可以增加其他非标准协议通信模块。

可以查看现场实时数据；

具有超温，超限等报警功能；

采用C/S结构，可通过安装客户端软件查看数据；

存储历史数据，可查看历史曲线，历史报警记录等。

采集各个变电站终端的信息数据；

显示各电缆中间头温度，开关柜触头温度，电容器温度等；

报警功能，探测器报警，温度超限报警，通信中断报警等；

温度历史曲线查询；

历史报警事件查询；

权限管理，获得权限可通过客户端浏览数据。

报警联动，报警时弹出报警画面，显示报警位置。

数据上阿里云服务器，通过手机APP查看和报警。

             

 

四、材料配置

序号	名称	厂家型号	单位	数量	单价	金额	备注
1	前端数据采集层
1.1	无线温度传感器	天博tb综合体育WS7050	支	336
1.2	无线温度监测器	天博tb综合体育DCT30	台	6
1.3	电气箱	300*400*200mm	个	6			含空开，开关电源灯
1.4	电源线	RVVP 2*1.0mm2	米	200			阻燃，防水
	小计
2	集中监控部分
2.1	监控计算机	研祥810	台	1			带显示器、音箱
2.2	在线监测软件	ZRMSCADAV3.0	套	1
2.3	光缆	8芯	米	2600
2.4	通信线缆	Rvvsp0.5*2	米	50
2.5	光电转换器	485转光	台	6			带网关功能
2.6	RS485转换器		个	1
2.7	485集线器		台	1

 

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