开关柜测温系统.doc

WSTM-ZTS 无源无线开关柜温度监测系统 北京紫御湾科技有限公司 2010年9月 目录 1. 必要性 3 2. 技术优势 3 2.1. 传统测温方式面临的问题 3 2.2. 无源无线测温的优势 4 3. 系统方案 4 4. 产品介绍 5 4.1. 温度传感器 5 4.1.1. 产品外形 5 4.1.2. 工作原理 6 4.1.3. 技术指标 7 4.1.4. 技术背景 8 4.2. 测温主控终端 11 4.3. 应用软件 13 5. 安装规范 14 6. 应用领域 15 7. 成功案例 16 必要性 发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致事故发生。近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。 技术优势 传统测温方式面临的问题 常规测温方式 常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方式，需要金属导线传输信号，绝缘性能不能保证。 光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号，光导纤维具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压，因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度，实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而，光纤具有易折，易断、不耐高温积累灰尘后易使绝缘性降低，且在柜内布线难度较大高。 红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净以确保准确性。 有源无线测温 有源的无线温度传感器尺寸通常相对较大并且需经常更换电池，系统维护成本较高。同时，电池不适于在高温状态下工作，特别是高于150摄氏度的工作环境。 无源无线测温的优势 无需电池 SAW传感器采用被动感应方式，无需电池驱动，减少了电池更换带来的维护成本，同时不会对生态环境造成影响。 安全可靠 无线的温度采样方式无需在被测点或相关支撑结构上连线，传感器与接收设备之间无电气联系，从而实现了高压隔离，保障设备安全运行。 安装方便灵活 无源无线温度传感器体积小且与读入采集器之间数据无线传输，安装方便灵活，不受开关柜结构和空间影响。 环境适应性好 温度传感器通过匹配软件的校正后就已经补偿了传感器制作过程中的偏差。传感器可在任何工作温度范围内的温度进行调试，不会受季节因素影响。通常情况下，传感器只在安装后调试一次，并保持多年不需再校正。 同时，灰尘堆积等环境因素不会对SAW传感器测温产生影响。 低成本 SAW传感器的价格较其他传统测温方式较低，同时，无源无线的工作方式令本系统的安装、维护成本大大降低。 系统方案 一个开关柜安装一组（通常6个）无源无线温度传感器测量各触点温度，这组传感器的温度监测信息的收发和管理由一个读入采集器统一完成。 不同的应用场景（如变电站与电厂、户外与户内）开关柜的分布情况、环境都不相同，同一区域内多个开关柜的读入采集器之间可选择通过CAN总线网络或无线自组网进行温度监测信息的本地传输，由一个测温主控终端统一进行本区域内所有开关柜温度监控信息的采集、存储和管理。 测温主控终端既通过485或其他数据接口按照指定的标准规约（如103、CDT规约）传入电力专用监控网络，在监控系统中实现远程在线温度监控、分析以及预警。 产品介绍 温度传感器 产品外形 塑封温度传感器外观及尺寸（mm）（无连接线） 工作原理 温度传感装置由以下部分组成：装在开关柜内测试点的SAW传感器、能无线连接多个温度传感器的读入采集器。 读入采集器的天线嵌在开关柜内壁，这样以来可以屏蔽外部的电波干扰。而读入采集器的其他部分（接收箱）则安装在开关柜的外面。因而可以保证在开关柜非通电的情况下也能正常工作。读入采集器由单独的电源供电，并向开关柜内发射短射频信号。如果射频脉冲的频率与温度传感器预设的频率相同，传感器就能收到该射频信号，并且改变和被动地反射脉冲信号。返回的脉冲信号由于受到了传感器自身温度的影响因而携带了传感器的温度信息。 标准的温度采集过程包括如下步骤： 无线读入采集器通过它的天线发射射频脉冲。 脉冲信号被传感器上的天线收到后, 通过叉指换能器 (IDT) 在压电感应器的表面激活一个表面波。 传感器表面波的频率由于受到传感器本身温度的影响发生了变化。 正是由于频率受温度变化的机制, 使得温度数据测量得以实现。 IDT再将表面波的频率振荡转化成射频信号。 此射频信号由读入采集器上的天线收到后进行处理。 由于谐振器的