淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要:變電站電力設(shè)備的溫度變化會影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。針對傳統(tǒng)變電站設(shè)備溫度監(jiān)測方式的弊端,提出了一種基于ZigBee 協(xié)議的無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)采用星型結(jié)構(gòu)組建 ZigBee 無線網(wǎng),使用 SVG 矢量圖實現(xiàn)基于 B/S 的在線監(jiān)測平臺。測溫系統(tǒng)的設(shè)計考慮了數(shù)據(jù)模型的通用性和監(jiān)測平臺的可移植性,為變電站溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計提供借鑒。
關(guān)鍵詞:變電站;溫度;在線監(jiān)測;ZigBee 協(xié)議;SVG
0 引言
在電力系統(tǒng)中,電力設(shè)備的溫度變化是一個非常重要的指標(biāo),它關(guān)系到電力設(shè)備能否安全穩(wěn)定運行。在變電站運行過程中,一次設(shè)備的電接點由于設(shè)備制造、觸電氧化、電弧沖擊等原因,會導(dǎo)致電接點的接觸電阻變大,使其溫度上升。當(dāng)溫度上升到一定程度后,設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度將會出現(xiàn)下降,嚴(yán)重時會導(dǎo)致電氣設(shè)備的短路,甚至造成設(shè)備的損毀,嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。對電氣設(shè)備的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測,可以幫助值班人員盡早發(fā)現(xiàn)問題,消除隱患,確保電力系統(tǒng)的安全運行。
傳統(tǒng)的變電站溫度監(jiān)測技術(shù)有紅外測溫法和蠟片法,這些方法都需要人工參與進(jìn)行設(shè)備的檢測,容易出現(xiàn)錯報、漏報,無法進(jìn)行長時間測量,監(jiān)測的準(zhǔn)確度和實時性較差。無線測溫方式是利用無線網(wǎng)絡(luò),如 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)[5-6],將傳感器測量到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接受主機(jī)上,實現(xiàn)溫度的測量。無線傳感器體積小,可以方便地安裝在變電站設(shè)備的表面,尤其是設(shè)備上容易發(fā)熱出現(xiàn)故障的地方。因此無線傳感器能較準(zhǔn)確地反映設(shè)備運行時的溫度信息,并使測量到的溫度數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的實時性。通過觀察監(jiān)控機(jī)的監(jiān)測頁面,變電站運行人員能夠及時了解變電站內(nèi)設(shè)備的實時溫度信息。
本文以某 220 kV 無人值守變電站為原型,提出了一種無人值守變電站無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案,能夠全自動地實現(xiàn)變電站運行設(shè)備的實時溫度監(jiān)測與實時溫度告警功能。
1 變電站溫度監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
變電站溫度監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示,根據(jù)系統(tǒng)中各功能模塊的作用,將整個系統(tǒng)劃分為無線測溫模塊和在線監(jiān)測模塊。
1)無線測溫模塊
無線測溫模塊包含測溫網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)采集與存儲的實現(xiàn)。測溫網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)基于ZigBee 通訊協(xié)議,通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳輸至控制室主機(jī)。數(shù)據(jù)存儲與采集部分說明了設(shè)備溫度信息存儲模型的設(shè)計。
2)在線監(jiān)測模塊
在線監(jiān)測模塊基于 B/S(Browser/Server)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計[7],能夠有效簡化在線監(jiān)測客戶端的接入。在線監(jiān)測功能通過基于 SVG 的實時監(jiān)測圖實現(xiàn)。
2 無線測溫模塊的設(shè)計
2.1 無線協(xié)議
無線傳輸協(xié)議有很不同的種類。在各類應(yīng)用中,無線傳輸協(xié)議以藍(lán)牙與 ZigBee 協(xié)議為典型代表,表 1 給出了藍(lán)牙與 ZigBee 協(xié)議之間的比較。
在變電站中,測溫傳感器的安裝數(shù)量是不容忽視的問題。本系統(tǒng)雖僅涉及母聯(lián)支路與 1 條主變支路,但仍需安裝 44 個測溫傳感器,如果監(jiān)視全部2條主變支路、2 條負(fù)載支路與母聯(lián)支路,則至少需要安裝 100 個測溫傳感器,如果再考慮支路末端的分段與其他輔助電氣設(shè)備,測溫傳感器的數(shù)量將進(jìn)一步提升。從這個角度出發(fā),使用 ZigBee 協(xié)議能夠有效降低測溫模塊的系統(tǒng)成本。
在無線測溫模塊中,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以控制信息、文本數(shù)據(jù)信息為主體,對通訊速率要求不高,和藍(lán)牙傳輸相比,ZigBee 雖然速率較低,但能夠很好地滿足該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸要求。
同時 ZigBee 擁有更好的抗干擾特性并能夠支持 AES 加密技術(shù),保證傳輸數(shù)據(jù)的安全。綜合以上考慮,ZigBee 協(xié)議在該溫度監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建中具有更好的經(jīng)濟(jì)性和適用性。
2.2 測溫網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) :無線測溫模塊使用RS485總線來完善無線測溫網(wǎng)絡(luò)中的不足。表2給出了 RS485 與 ZigBee 無線協(xié)議的特點。
無線通信具有信號隨距離衰減的特性,當(dāng)進(jìn)行長距離通信時,需要設(shè)立無線中繼裝置,保證無線信號的有效覆蓋。在較大規(guī)模的變電站中,被監(jiān)測設(shè)備分布較廣,如要保證所有設(shè)備的正常監(jiān)測,將需要大量的無線中繼裝置來保證無線信號的有效覆蓋,無形中增加了系統(tǒng)成本。當(dāng)出現(xiàn)穿墻的無線傳輸情形時,將需要更多的無線中繼節(jié)點。為此考慮加入有線網(wǎng)絡(luò)來解決這一問題,在圖 1 中,即在變電站測溫區(qū)域與控制室主機(jī)之間使用 RS485 總線。
在每個 ZigBee 無線測溫網(wǎng)絡(luò)中,使用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌阌诰W(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控與管理。如果設(shè)備數(shù)量種類較多時,可以增設(shè)中間路由節(jié)點,擴(kuò)展成簇狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。并根?jù)一定的方式將溫度傳感器進(jìn)行分組,如按照設(shè)備類型分組等,能進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)中傳感器的識別與管理,從而能使上述無線測溫網(wǎng)絡(luò)適用于不同規(guī)模的測溫區(qū)域。
當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)中的路由節(jié)點發(fā)生故障時,路由節(jié)點的子節(jié)點,如終端的溫度傳感器節(jié)點,雖然能夠正常采集數(shù)據(jù),但是無法將數(shù)據(jù)傳遞給網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)集中器。此時可以借助 ZigBee 的自組網(wǎng)特性,將這些子節(jié)點連接到附近其他正常工作的路由節(jié)點,通過新的路由節(jié)點將測量到的設(shè)備溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中,保證溫度數(shù)據(jù)的連貫性。
2.3 數(shù)據(jù)模型設(shè)計
對于同一個電氣設(shè)備,可能存在多個溫度監(jiān)測點,在進(jìn)行傳感器 ID 與設(shè)備 ID 關(guān)聯(lián)時,采用了面向?qū)ο蟮姆绞竭M(jìn)行關(guān)聯(lián),把被監(jiān)測設(shè)備作為一個對象來看待。以隔離開關(guān)為例,由于隔離開關(guān)具有兩個動觸點,因此安裝有 2 個溫度傳感器分別進(jìn)行監(jiān)測,但這兩個傳感器對應(yīng)同一個設(shè)備,如果進(jìn)行一一對應(yīng),那么在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲的時候會出現(xiàn)數(shù)據(jù)覆蓋與丟失,而一對多的結(jié)構(gòu)卻違背數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)原則。因此按照傳感器的安裝位點,將被監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行拆分,分解成多個設(shè)備對象,作為程序處理與數(shù)據(jù)存儲的實體,并根據(jù)設(shè)備是否具有 ABC 三相來進(jìn)行不同設(shè)備類型的劃分。
圖2為 220 kV 副母刀閘的模型結(jié)構(gòu),該刀閘母線側(cè)與開關(guān)側(cè)的兩個動觸點附近分別裝有無線溫度傳感器??梢韵葘⒃撛O(shè)備分解為“220 kV 副母刀閘母線側(cè)”與“220 kV 副母刀閘開關(guān)側(cè)”兩個設(shè)備對象。再將每個設(shè)備對象對應(yīng)的三相傳感器,設(shè)定為設(shè)備實體屬性。通過以上兩層結(jié)構(gòu),實現(xiàn)同一設(shè)備與多個溫度傳感器的對應(yīng),并實現(xiàn)設(shè)備模型的通用化。
3 在線監(jiān)測平臺設(shè)計
3.1 監(jiān)測平臺結(jié)構(gòu)
在線監(jiān)測平臺采用 B/S(Browser/Server)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。B/S 結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的 C/S(Client/Server)結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)勢。
客戶端的簡化與接入:客戶端計算機(jī)只需通過瀏覽器即可訪問監(jiān)測系統(tǒng),無需安裝客戶端系統(tǒng)。因此任何接入服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的電腦都能訪問監(jiān)測平臺,避免當(dāng)客戶端出現(xiàn)不可抗力的故障時,不能進(jìn)行在線監(jiān)測的問題。同時,監(jiān)測平臺中使用的用戶管理系統(tǒng),避免了非授權(quán)人員對系統(tǒng)的訪問,并允許按權(quán)限訪問系統(tǒng)功能。
多服務(wù)器部署與網(wǎng)絡(luò)接入:在線監(jiān)測平臺能夠同時部署在兩臺或多臺服務(wù)器上,供不同的用戶進(jìn)行訪問。其中不同的服務(wù)器還可以接入不同的網(wǎng)絡(luò),能夠讓多個獨立網(wǎng)絡(luò)用戶的訪問同一資源。
3.2 實時監(jiān)測圖原理
實時監(jiān)測功能基于 SVG ( Scalable Vector Graphics)圖形格式的圖片來設(shè)計。SVG 即可縮放矢量圖形,是基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML),具有強(qiáng)動態(tài)交互性的圖形格式[8-9],并且是 IEC61970 中圖形交換的標(biāo)準(zhǔn)。在線監(jiān)測平臺的實時監(jiān)測圖是一張基于變電站一次接線圖繪制的 SVG 圖片。
實時監(jiān)測圖的溫度數(shù)據(jù)顯示需要后臺數(shù)據(jù)服務(wù)的支持,圖 3 給出了實時監(jiān)測圖的通信結(jié)構(gòu)。
由圖 3 可知,SVG 顯示的溫度數(shù)據(jù)全部來源于數(shù)據(jù)庫,WEB 平臺承擔(dān)著數(shù)據(jù)查詢與讀取的功能。但數(shù)據(jù)庫和 SVG 兩個模塊相對獨立,當(dāng)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫向 SVG 界面進(jìn)行傳輸時,需要將傳感器 ID 和溫度信息進(jìn)行一一對應(yīng),即每一條“ID-溫度”信息都
需要在 SVG 模型中查詢到對應(yīng) ID 再進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。為了提高 SVG 的數(shù)據(jù)更新效率,可以在 WEB平臺的數(shù)據(jù)讀取過程中,對讀取的數(shù)據(jù)按照 SVG需求進(jìn)行排序。
排序信息以 XML 配置文件的形式進(jìn)行描述,圖 4 為 XML 文件示意圖。圖中 Temperature 節(jié)點下的 equipLabel 子節(jié)點分別與 SVG 中的數(shù)據(jù)節(jié)點對應(yīng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的排序。
經(jīng)過排序之后的數(shù)據(jù)信息,不需要再按照 ID在 SVG 模型中進(jìn)行查詢對應(yīng),可以將純數(shù)據(jù)信息一次性直接存儲在 SVG 模型中。當(dāng)增加監(jiān)測設(shè)備的數(shù)量時,只需要在 Temperature 節(jié)點下新增一個equipLabel節(jié)點,并在SVG圖形上增加對應(yīng)的節(jié)點,即可實現(xiàn)新增數(shù)據(jù)的監(jiān)測。
SVG 所需數(shù)據(jù)信息通過 XML 配置文件進(jìn)行描述,與監(jiān)測平臺和數(shù)據(jù)庫模型無關(guān),便于系統(tǒng)的移植與擴(kuò)展。移植時,SVG 圖可以由變電站一次接線圖得到,因此只需要修改上述排序配置文件,即可實現(xiàn)系統(tǒng)的移植,使系統(tǒng)具有較好的通用性。
3.3 實時監(jiān)測圖數(shù)據(jù)表現(xiàn)
實時監(jiān)測圖的數(shù)據(jù)表現(xiàn)直接影響監(jiān)測效果的直觀性與準(zhǔn)確性。圖 5 為實時監(jiān)測圖的初期效果(圖中的數(shù)據(jù)為測試數(shù)據(jù),并非現(xiàn)場數(shù)據(jù))。
圖 5 中,灰色方塊表示無線測溫傳感器,傳感器附近文字標(biāo)注了對應(yīng)傳感器的安裝位置,帶顏色的數(shù)據(jù)表示設(shè)備溫度信息。當(dāng)設(shè)備溫度處于正常范圍時,用綠色表示溫度正常;當(dāng)溫度超過預(yù)警閾值而低于告警閾值時,用紫色表示溫度預(yù)警;當(dāng)溫度超過告警溫度閾值時,用紅色表示溫度告警。
考慮到實時監(jiān)測圖的傳輸數(shù)據(jù)量,只傳輸一組處理后的數(shù)據(jù),即三相平均值或三相較大值,進(jìn)行溫度的顯示與監(jiān)測。這一設(shè)計雖然傳輸數(shù)據(jù)量變少,但是存在信息不完整的問題。
使用平均值顯示時,當(dāng)某一相溫度過高,如 A相,而另外兩相溫度正常時,由于加權(quán)平均的效果,會讓顯示的平均溫度處在溫度告警的區(qū)間之外,但實際上 A 相溫度可能達(dá)到了告警溫度,而監(jiān)測系統(tǒng)卻不能正確給出告警。使用較大值時,能夠讓變電站監(jiān)測人員準(zhǔn)確了解設(shè)備的預(yù)警和告警信息,但是這種顯示方式無法體現(xiàn)各個相序的溫度數(shù)據(jù),再借助其他方式進(jìn)行查詢。同時,當(dāng)有兩相或三相溫度同時出現(xiàn)異常時,監(jiān)測畫面只能顯示故障嚴(yán)重的一相,故障信息出現(xiàn)嚴(yán)重缺失。上述方式都大大降低了實時監(jiān)測圖的功能效果。
圖 6 為完整信息的實時監(jiān)測圖數(shù)據(jù)表現(xiàn)(圖中的數(shù)據(jù)為測試數(shù)據(jù),并非現(xiàn)場數(shù)據(jù)),監(jiān)測圖同時顯示了三相的溫度數(shù)據(jù)。為了區(qū)分相位,通過在溫度數(shù)據(jù)之后添加一個大寫字母來表示對應(yīng)的相位。如:數(shù)據(jù)“8.58A”表示 2 號主變 35 kV 套管側(cè) A 相溫度為 8.58 ℃。這種監(jiān)測數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式能夠更直觀的給出整個系統(tǒng)的溫度、告警信息,大大提高了監(jiān)測圖的展示效果,具有更好的應(yīng)用價值。
4 溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)
4.1 傳感器的安裝
在安裝傳感器時,應(yīng)該以少準(zhǔn)確的原則確定安裝點和安裝數(shù)量。因此傳感器的安裝數(shù)量與測量的準(zhǔn)確性決定了監(jiān)測系統(tǒng)的效率與可靠性。變電站中隔離開關(guān)的觸點,電容器與避雷器的接入點都是容易發(fā)熱出現(xiàn)故障的地方;主變與母線長期負(fù)載運行,其套管與接觸點易老化發(fā)熱,而這些設(shè)備都是變電站的關(guān)鍵設(shè)備,都需要進(jìn)行溫度監(jiān)測。
青香變電站在 220 kV 母聯(lián)支路正母與副母的隔離刀閘兩側(cè)、主變支路的正母隔離刀閘兩側(cè)、主變 220 kV 與 35 kV 套管側(cè)、220 kV 母線壓變避雷器接線處、主變 35 kV 的 III 段與 IV 段負(fù)載端等地方的 ABC 三相均安裝了無線溫度傳感器。同時在上述設(shè)備所在區(qū)域中安裝了溫度傳感器,對環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測,實現(xiàn)變電站內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備的溫度監(jiān)測。
4.2 數(shù)據(jù)采集與存儲
青香 220 kV 無人值守變電站中,2 號主變處于變電站室內(nèi),與其他室外設(shè)備相距較遠(yuǎn)且環(huán)境隔離明顯,因此根據(jù) 2 號主變的環(huán)境特點,劃分出“2號主變室內(nèi)區(qū)域”監(jiān)測相關(guān)區(qū)域內(nèi)的室內(nèi)設(shè)備。而室外設(shè)備,諸如避雷器、隔離開關(guān)等需監(jiān)測設(shè)備在地理上分布集中,因此根據(jù)集中型功能性區(qū)域劃分的方式,劃分為“220 kV 母聯(lián)支路區(qū)域”與“2 號
主變室外區(qū)域”。
每個區(qū)域單獨設(shè)置一個數(shù)據(jù)集中器,構(gòu)成星型無線網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)集中器負(fù)責(zé)收集該區(qū)域內(nèi)所有傳感器節(jié)點的測量數(shù)據(jù),并通過 RS485 總線將數(shù)據(jù)以報文的形式傳輸至數(shù)據(jù)服務(wù)器,數(shù)據(jù)存儲服務(wù)接收到數(shù)據(jù)報文后,將溫度數(shù)據(jù)存儲至服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。
在線監(jiān)測平臺部署在青香 220 kV 無人值守變電站主控室的服務(wù)器上,變電站值班人員在集控中心的電腦上通過 IE 瀏覽器直接登陸變電站機(jī)房部署的在線監(jiān)測平臺,實現(xiàn)變電站設(shè)備溫度的實時監(jiān)測。
4.3 實時監(jiān)測圖的演示
圖7為在線監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)測圖中監(jiān)測部分截圖。其中虛線區(qū)域為安裝有溫度傳感器的設(shè)備區(qū)域,實線區(qū)域表示 2 號主變室內(nèi)環(huán)境;傳感器的安裝點在圖中使用灰色方塊表示,并在旁邊輔助有文字說明,能夠讓值班人員準(zhǔn)確知道傳感器的測溫位置。
圖中顯示的數(shù)據(jù)均為對應(yīng)設(shè)備的實時溫度值,大部分?jǐn)?shù)據(jù)均為正常水平,溫度數(shù)據(jù)均為綠色。其中“35 kV 套管側(cè)溫度”明顯高于其他設(shè)備的溫度與環(huán)境溫度,達(dá)到了 43.4 ℃左右,滿足了溫度預(yù)警的條件,因此溫度數(shù)據(jù)變成了紫色,區(qū)別正常工作時的顏色效果。如果溫度繼續(xù)升高,溫度數(shù)據(jù)將變成紅色,并進(jìn)行溫度告警。
2 號主變當(dāng)前處于工作狀態(tài),并向 35 kV 的 III段與 IV 段負(fù)載進(jìn)行供電,所有負(fù)載電流全部經(jīng)過 2號主變,因此在 2 號主變的低壓側(cè)出現(xiàn)了較大的負(fù)載電流,根據(jù) Q=I2R,因此低壓側(cè)的套管部分發(fā)熱量較大,使設(shè)備溫度相對較高,因此產(chǎn)生了上述的溫度預(yù)警。此溫度預(yù)警能夠有效提示變電站的值班人員來密切監(jiān)視該設(shè)備的運行情況,避免事故的發(fā)生。
5 安科瑞無線測溫系統(tǒng)介紹與選型
安科瑞無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)前無線測溫系統(tǒng)的要求,在廣泛征求用戶和家意見的基礎(chǔ)上,充分吸收當(dāng)前國內(nèi)外廠家的成功案例,并結(jié)合安科瑞多年來的豐富經(jīng)驗,采用面向?qū)ο蟮姆謱臃植际皆O(shè)計思想,結(jié)合自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)而設(shè)計的一款的無線測溫軟件。
5.1 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通信(如圖8),系統(tǒng)設(shè)計遵循標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規(guī)約,安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能。可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況,實現(xiàn)快速報警響應(yīng),預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)主要特點是開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),硬件兼容性強(qiáng),軟件移植性好,應(yīng)用功能豐富。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的處理能力,快速的事件響應(yīng),友好的人機(jī)界面,方便的擴(kuò)充手段。其軟件系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)軟件工程的設(shè)計規(guī)范,模塊劃分合理,接口簡捷明了,主要包括主控模塊、人機(jī)界面、圖形組態(tài)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信管理等幾大模塊。
5.2 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)功能
■實時監(jiān)測
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控軟件人機(jī)界面友好,能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測溫節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障、告警等信息
■溫度查詢
溫度歷史曲線(1分鐘、5分鐘、60分鐘可選)
■運行報表
查詢各回路設(shè)備運行溫度報表.
■實時報警
壁掛式無線測溫監(jiān)控設(shè)備具有實時報警功能,設(shè)備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出告警。
■設(shè)備提供以下凡種告警方式:
a.彈岀事件報驚窗口.
b.實時語音報警功能,能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警.
C.短信吿警,可以向發(fā)送吿警信息短信(需選配).
■歷史告警査詢
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ袇叹录涗涍M(jìn)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)和告警等事件進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。
■用戶權(quán)限管理
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。
通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如數(shù)據(jù)庫修改等)??梢远x不同級別用戶的 登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
■定值設(shè)置
用于修改高溫定值、超溫定值。
■WEB(可選)
展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點位數(shù)量等概況信息, 設(shè)備溫度、通信狀態(tài),用電分析和事件記錄。首頁顯示場站的變壓器數(shù)量、回路個數(shù)、有功功率、無功功率、用電量、事件記錄等概況信息,可通過實時監(jiān)控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。
實時數(shù)據(jù)曲線可監(jiān)測各個回路的測點溫度、電壓、電流、功率曲線信息。
接線圖頁面通過一次圖實時反映電氣參數(shù)變化,包括測量量、信號量等信息(信號量 需要斷路器提供輔助觸點支持)。
能耗統(tǒng)計頁面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值,功率、電能趨勢曲線,電能環(huán)比,用電。
運維管理\通信狀態(tài)顯示監(jiān)測接入系統(tǒng)設(shè)備的通信狀態(tài)。
■手機(jī)APP(可選)
設(shè)備數(shù)據(jù)員面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)以及曲線。
5.3 安科瑞ARTM系列無線測溫終端產(chǎn)品選型
安科瑞電氣接點無線測溫方案由無線溫度傳感器、收發(fā)器、顯示單元組成。溫度傳感器直接安裝于斷路器動觸頭、靜觸頭、電纜接頭、母排等發(fā)熱接點,將測溫數(shù)據(jù)通過無線射頻技術(shù)傳至接收裝置,再由接收器485通訊至測溫終端或無線測溫系統(tǒng)(如圖9)。
5.3.1 安科瑞無線溫度傳感器
無線溫度傳感器共有5種,分別對應(yīng)螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對不同的變電站要求,可根據(jù)傳感器供電方式以及安裝位置的不同,考慮安裝方便的因素,選擇相匹配的傳感器。
5.3.2 安科瑞無線收發(fā)器
無線測溫收發(fā)器共有3種,通過無線射頻方式接收溫度數(shù)據(jù)。收發(fā)器根據(jù)不同的傳感器型號進(jìn)行匹配,同時傳感器的傳輸距離決定接收裝置能否多柜接收。
5.3.3 安科瑞顯示終端
顯示裝置通過RS485連接收發(fā)器,可嵌入式安裝于柜體上,若柜體開孔不便,也可選擇壁掛式安裝于配電室內(nèi)。方便操作人員現(xiàn)場及時查看電氣節(jié)點實時溫度的同時,也可以通過RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺系統(tǒng)查看現(xiàn)場情況。
6 結(jié)語
變電站無線測溫系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效的提高變電站的智能化水平,減少了人工參與所造成的誤判,并且使得監(jiān)測系統(tǒng)具有很好的實時性。本文提出了一種變電站無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案。系統(tǒng)使用ZigBee協(xié)議,有效降低了系統(tǒng)的構(gòu)建成本。該無線網(wǎng)絡(luò)對變電站測溫區(qū)域規(guī)模具有較好的適應(yīng)性,數(shù)據(jù)平臺可擴(kuò)展性與通用性強(qiáng)。該系統(tǒng)已在某無人值守變電站試運行,效果良好。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 鞏憲鋒,衣紅鋼,王長松,等.高壓開關(guān)柜隔離觸頭溫度監(jiān)測研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報2006,26(1):155-158.
[2] 劉琦,程春,吳健,胡炎,邰能靈,袁成.智能變電站溫度監(jiān)測主站系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).
[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.