1.系統(tǒng)背景

在電力系統(tǒng)中，溫度是表征一次設(shè)備運(yùn)行是否正常的一個(gè)重要參數(shù)。尤其是一次設(shè)備的連接部位，由于設(shè)備制造的原因、設(shè)備受環(huán)境污染、設(shè)備長期運(yùn)行、嚴(yán)重超載運(yùn)行、觸點(diǎn)氧化、電弧沖擊等原因造成接觸電阻增大，因此在電能傳輸時(shí)往往會(huì)在電纜連接處產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，而且，發(fā)熱問題是一個(gè)不斷累積的過程，如果不加以控制，發(fā)熱程度會(huì)不斷加劇，并對絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。
隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，微光取電技術(shù)已經(jīng)成熟。比起傳統(tǒng)使用電池供電方式的在線監(jiān)測，微光取電具有壽命長，免維護(hù)，安全可靠，無需電流，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)等優(yōu)勢。因此，現(xiàn)代高壓微光取電技術(shù)的突破解決了高壓情況下在線監(jiān)測的供電難題。我公司研發(fā)的全新一代微光取電線夾溫度傳感器，正是基于微光收集能量線夾溫度傳感器。真正意義上實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)、自供電、高精度、電氣隔離、實(shí)時(shí)溫度在線監(jiān)測。
針對輸電線路無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)的在線監(jiān)測需求，我公司提出了本次線夾測溫系統(tǒng)方案。利用接觸式微光取電測溫的監(jiān)測和分析，捕捉設(shè)備運(yùn)行異常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備事故的早期征兆并采取有效
措施，預(yù)防嚴(yán)重事故的發(fā)生。采用該監(jiān)測系統(tǒng)可以達(dá)到如下的目的：
● 彌補(bǔ)人工巡檢的不足，減小人工維護(hù)成本；
● 征兆式報(bào)警，將事故消滅在萌芽階段，防止事態(tài)的升級、惡化；
● 傳感器采用微光取電技術(shù)，正常環(huán)境使用壽命可10 年左右；
● 傳感器具備防水、耐高溫、耐老化，并具備在強(qiáng)電磁環(huán)境下正常工作的特性。
● 現(xiàn)場通信設(shè)備可采用定向無線網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，可方便的將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
● 后臺終端采用BS 結(jié)構(gòu)，聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)終端可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)控的需要
● 實(shí)現(xiàn)全天24 小時(shí)不間斷在線監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)一越限即報(bào)警；

2.系統(tǒng)簡介

線路溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)通過溫度傳感器獲取線路和金具的溫度信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、溫度信息標(biāo)準(zhǔn)、溫度信息展示、系統(tǒng)報(bào)警、對比分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、短信提醒等功能。平臺提供對原始采集數(shù)據(jù)信息的查詢，并通過計(jì)算形成年、月、日的各種報(bào)表。
監(jiān)控平臺基于我公司自主研發(fā)的軟件開發(fā)平臺，通過業(yè)務(wù)模塊的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能。該開發(fā)平臺，具有數(shù)據(jù)庫兼容功能，和具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
3.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
我司的線夾測溫系統(tǒng)主要有三部分構(gòu)成：線夾測溫傳感器、太陽能溫度接收終端、數(shù)據(jù)服務(wù)器及后臺：

4.現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

4.1 傳感器部分

4.1.1 EH 技術(shù)簡介
微光取電技術(shù)高環(huán)保、高性能,無污染、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，它建立在微電子技術(shù)和微功耗技術(shù)的基礎(chǔ)上，是近幾年發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，它涵蓋了太陽能、風(fēng)能、熱能、機(jī)械能、電磁能采集等諸多方面。能量收集技術(shù)應(yīng)用范圍極其廣泛：交通、能源、物聯(lián)網(wǎng)、航空航天、生物等等。把能量采集技術(shù)應(yīng)用到電力設(shè)備的在線監(jiān)測是一個(gè)前所未有的創(chuàng)新，必將為解決電網(wǎng)智能化運(yùn)行提供一個(gè)全新的平臺。
微光取電也叫太陽能取電，使用環(huán)境為小型太陽能鈑和電氣器件提供電能。能量收集系統(tǒng)包含能量收集模塊和處理器/發(fā)送器模塊。能量收集模塊從光、振動(dòng)、熱或生物來源中捕獲毫瓦級能量?？赡艿哪茉催€來自手機(jī)天線塔等發(fā)出的射頻。然后，電源經(jīng)過調(diào)節(jié)并存儲(chǔ)起來。系統(tǒng)隨后按照所需的間隔觸發(fā)，將能量釋放給后續(xù)負(fù)載使用。
4.1.2 EH 技術(shù)應(yīng)用
在輸電線的運(yùn)行現(xiàn)場具有豐富的電磁能，對于電壓高電流小的場源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場要比磁場強(qiáng)得多，對于電壓低電流大的場源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備和模具)，磁場要比電場大得多。因此我們認(rèn)為輸電線是一個(gè)工頻電場和磁場能量非常密集的區(qū)域。我們正是利用微電子技術(shù)、低功耗技術(shù)以及能量管理技術(shù)收集線夾或者開關(guān)柜及戶外接點(diǎn)等測溫點(diǎn)中的電磁能，并將其能量轉(zhuǎn)化為無線溫度傳感器所需。
將微觀技術(shù)應(yīng)用于輸電線回路的線夾測溫，解決了傳感器的能量需求問題，使得傳感器擺脫了對傳統(tǒng)電池的束縛，體積更小，壽命更長，可靠性更高，安裝更方便，維護(hù)更簡單，產(chǎn)品更環(huán)保，技術(shù)更先進(jìn)。
我司的線夾溫度傳感器是基于美國TI 公司的無線數(shù)字通信技術(shù)及低功耗技術(shù)、EH 技術(shù)而研制的高性能產(chǎn)品，傳感器采用了多重抗干擾措施以及特有的軟件算法，經(jīng)過了國內(nèi)第三方實(shí)驗(yàn)室等多家權(quán)威機(jī)構(gòu)測試認(rèn)證，并且在國內(nèi)許多工業(yè)現(xiàn)場得以成功應(yīng)用。其最大的優(yōu)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；而且體積小，安裝方式靈活多樣，將線夾或者開關(guān)柜及戶外接點(diǎn)等測溫點(diǎn)溫升監(jiān)測提升到一個(gè)新的高度。
4.1.3 無線溫度傳感器參數(shù)如下表所示：
線夾溫度傳感器參數(shù)如下表所示：

工作環(huán)境	-40～85℃ ,≤95%RH
工作頻段	433MHz（免申請）
發(fā)射功率	10dbm
通訊速率	10 kbps
傳輸距離	≥50m（無遮擋）
測溫方式	接觸式
測溫范圍	-40～+125℃
測量精度	±1.0℃
供電方式	微光取電（無需電流）
測量間隔	10 秒
發(fā)送間隔	10 秒～120 秒，溫度越高或突變，發(fā)送間隔時(shí)間越短
防護(hù)等級	IP68
阻燃等級	V0
使用壽命	≥ 10 年左右
外形尺寸	35*36

4.1.4 安裝示意圖
       
       
4.1.5 傳感器安裝方式
線夾溫度傳感器廣泛應(yīng)用于高壓6KV,10KV,35KV,110KV,220KV 等輸電線路接點(diǎn)等電氣設(shè)備的溫度在線監(jiān)測；我公司線夾溫度傳感器避免使用電池所帶來的局限，體積小巧，僅相當(dāng)于傳統(tǒng)傳感器的一半大小，可安裝在多種不同線路上。
4.2 太陽能無線數(shù)據(jù)站
太陽能無線數(shù)據(jù)站在現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)中屬于核心部件，主要負(fù)責(zé)在現(xiàn)場接收無線溫度傳感器發(fā)送的無線溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。WY3100 型產(chǎn)品是集成無線接收、GPRS 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)脑O(shè)備，是一款處理速度快、穩(wěn)定性高的數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品，借助此通信中繼器，用戶可以輕松實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理。該產(chǎn)品內(nèi)部采用低功耗數(shù)據(jù)傳輸模塊，有高集成度、低功耗、高靈敏度、不限距離、高抗干擾能力等特性。主要作用是將無線信號集線轉(zhuǎn)換GPRS 信號，傳送給網(wǎng)絡(luò)后臺。
4.2.1 太陽能無線數(shù)據(jù)站的參數(shù)如下表所示：
供電方式：太陽能或DC 12V；
儲(chǔ)電電池：3.7V/12AH;
使用環(huán)境溫度： -30～＋85℃；
使用環(huán)境濕度：≤95％RH；
RS485 速率(可調(diào))：2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、57600bps；
外殼防護(hù)等級：IP65；
RF 工作頻率：433MHz；
RF 最高接收靈敏度：-110dBm @1Kbps；
RS485 接口：一路485 接口；
污染等級：安裝地點(diǎn)的污染等級為2 級；
安裝位置：推薦安裝在無顯著振動(dòng)和沖擊的地方。
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4.2.2 產(chǎn)品尺寸: 295*270*348（單位：毫米）
       
4.3 后臺軟件系統(tǒng)
4.3.1 主要功能

配置機(jī)型	按客戶需求或知名品牌工控機(jī)
工作環(huán)境	-40～85℃,<95%RH
供電方式	AC220V 或 DC220V
顯示要求	實(shí)時(shí)溫度、歷史曲線、超溫報(bào)警、一次圖
報(bào)警功能	具有高溫告警短信通知功能
通訊功能	串口、以太網(wǎng)口、modbus 協(xié)議、IEC61850 協(xié)議
可訪問性	可通過瀏覽器訪問
數(shù)據(jù)容量	可接入不少于 60000 只溫度傳感器，并記錄數(shù)據(jù)
軟件系統(tǒng)	WY2.0 系統(tǒng)，BS 結(jié)構(gòu)