配电室开关柜智能化综合监管系统
项目背景
在电力系统中,电气设备的正常运行依赖于关键参数的监测,如温度、湿度、局部放电和振动等。尤其是设备的连接部分,由于制造缺陷、污染、长期运行等因素,可能导致接触电阻增加,引发局部放电和发热现象。这些问题若不控制,会逐渐恶化,影响设备绝缘性能和寿命,甚至导致设备损坏。
国网提出的“全面智能感知·泛在电力物联”概念,旨在通过智能技术和传感器构建电网设备物联网系统,实现设备信息的互联互通。这为电力设备状态分析和管理提供了数据支持。
随着电力电子技术的发展,特别是感应取电、低功耗、无线无源和物联网技术的进步,我们公司研发了一系列新产品,包括无线测温传感器、智能局放传感器、智能避雷器监测装置和智能凝露治理装置等。这些产品能够实时监测配电室电气设备的状态,进行数据采集、显示、存储和管理,保障电力系统的安全运行。
通过在线监测系统,可以实时捕捉设备运行中的异常,及时发现事故的早期征兆并采取措施,防止事故扩大。该系统的优势包括:
减少人工成本:弥补人工巡检的不足,降低维护成本。
早期预警:在事故初期发出警报,防止事态恶化。
长寿命传感器:无源无线温度传感器在正常环境下可使用10年。
局放监测:采用脉冲电流法的局部放电在线监测装置,通过无线通讯。
高可靠性:传感器具备防水、耐高温、耐老化,能在强电磁环境下正常工作。
便捷通信:现场通信设备可通过定向无线网络或移动互联网将数据实时上传到服务器。
远程监控:后台采用BS结构,移动终端可随时随地监控。
24小时监测:实现全天不间断在线监测,数据越限立即报警。
系统简介
电气设备状态在线监测系统通过传感器获取设备各部位的温度、湿度、局部放电、避雷器状态、凝露、烟感和水浸/水位等信息,实现数据采集、存储、监测、趋势查询、数据库记录、报警、设备信息管理、设置和短信提醒等功能。平台支持原始数据查询,并可生成年、月、日报表。
该监控平台基于我公司自主研发的物联网软件开发平台,通过业务模块开发实现系统各项功能。平台具备数据库兼容性和强大的数据分析能力,确保系统稳定运行。
项目网络结构图
我公司的综合监测系统主要有三部分构成:感知层(无线传感器)、网络层(无线接收终端/网关)、应用层(数据服务器及软件平台后台);
传感器作为系统的感知层,分布于各个隐患点,实时测量其状态数据,并将数据通过无线方式上传给接收终端/网关。
接收终端在系统中承担着数据中继功能,它接收到传感器的数据之后再通过光纤、485或者无线等方式传输给数据后台,他们形成了系统的网络层。
数据到达后台后,用户可以通过浏览器方式监测现场每个传感器的实时温度、历史曲线,如果出现超温情况,可以快速定位并及时通知相关人员。这就是系统的应用层。
现场监测系统设备
无源无线测温传感器 ZWMSA-04
功能简介
在开关柜的运行现场具有丰富的电磁能,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等),电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具),磁场要比电场大得多。因此我们认为输电线是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集线夹或者开关柜及户外接点等测温点中的电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。
将EH技术应用于输电线回路的无线测温,解决了传感器的能量需求问题,使得传感器摆脱了对传统电池的束缚,体积更小,寿命更长,可靠性更高,安装更方便,维护更简单,产品更环保,技术更先进。
我公司的无线温度传感器是基于美国TI公司的无线数字通信技术及低功耗技术、EH技术而研制的高性能产品,传感器采用了多重抗干扰措施以及特有的软件算法,经过了国内西高所、开普实验室、浙江省中试所、浙江省质监局等多家权威机构测试认证,并且在国内许多工业现场得以成功应用。其最大的优势在于不再需要电池供电,彻底解决电池高温性能差、寿命有限的问题;而且体积小,安装方式灵活多样,将线夹或者开关柜及户外接点等测温点温升监测提升到一个新的高度。
技术参数
工作环境 | -40~85℃ ,≤95%RH | |
工作频段 | 433MHz | |
发射功率 | <10dbm | |
传输距离 | ≥500m(空旷无阻挡) | 视距,实际情况据现场条件而定 |
测温方式 | 接触式 | 体积轻小,优先安装动触头 |
测温范围 | -45~+125℃ | |
测量精度 | ±1.0℃ | |
测量间隔 | 10S | |
发送间隔 | 20~180S | 温度越高发送间隔越短 |
休眠功耗 | <3.0uA | |
发射功耗 | <15mA | |
供电方式 | 电磁能收集 | 电流≥5A |
使用寿命 | 10年 | |
可维护性 | 后期基本免维护 | |
防护等级 | IP68 | |
外形尺寸 | 22.96×23×9.9mm | 传感器主体尺寸 |
安装方式 | 捆绑式 | 可安装动静触头/固定柜刀闸触头/电缆接头 |
安装方式
无源无线温度传感器广泛应用于高低压开关柜、环网柜触头、刀闸开关、高压电缆接头、干式变压器、低压大电流柜等电气设备的温度在线监测;我公司无源无线温度传感器避免使用电池所带来的局限,体积小巧,仅相当于传统传感器的一颗电池大小,可以安装在动触头等狭小的空间内,所以优先推荐安装动触头。
开关柜综合智能诊断装置 ZWPD5100
功能简介
脉冲电流法是当前普遍认可且广泛使用的一种局部放电量测试方法,其结果是以pC为单位的视在放电量,属于定量性质的测量,能客观反映电气设备的绝缘状态。IEC 对此在2000年制定了专门的检测标准。每一次局部放电现象都伴随着正负电荷的中和,表现为一个具有极陡上升沿的电流脉冲,脉冲电流法即通过测量该脉冲电流的大小来计算局部放电量的大小。基于脉冲电流法的局部放电测试通常用于电气设备的型式试验、出厂试验和其他离线测试中,通过无局部放电的可控升压测量系统实现测试。而实际运行设备现场由于存在各种形式的电磁干扰,并不具备相比于离线测试时的无局部放电升压测试条件,所以基于脉冲电流法的带电或在线局部放电测试应用较少。
根据上述特点,本公司进行了改进,采用先进软硬件相结合的消噪抗干扰技术,实现了该方法在运行高压开关柜设备中的应用。锐意创新,坚持走技术研发之路,确保产品技术领先,以满足当今企业客户对产品性能不断提升的要求,让客户充分的受益于我们的领先技术和出色的可靠性。
拓扑图
局放在线监测装置采用超低功耗设计,抗干扰能力强,可在线校准;兼备三相带电显示功能,LED显示开关柜是否带电,免维护功耗低,可核相且核相电压低。
技术参数
项目 | 参数 |
安装方式 | 前面板安装、嵌入式需开孔 |
工作电压 | AC 220V 50Hz |
通讯方式 | RS485/433MHz |
接口 | Type-C型USB接口 |
额定测量范围 | 0~2000pC |
耦合电容 | 3PF-150PF 取决于设计 |
适用电压等级 | 5kV~36kV 取决于设计 |
带电指示 | LED |
液晶显示 | LCD |
继电器触点 | 5A/250V AC 5A/30V DC |
电源 | 24V~230V AC±10% |
功耗 | 3W |
防护等级 | IP54 |
工作温度 | -40℃~70℃ |
工作湿度 | ≤95%RH |
海拔高度 | <4000m |
前面板开孔尺寸 | 长x宽=92mmx44mm |
外形尺寸 | 长x宽x深=100.5mmx52.5mmx92mm |
安装示意
无线避雷器用监测器 ZWMSA-15
功能简介
避雷器用监测器(也称为避雷器漏电流及动作记录器)是与氧化锌避雷器配套使用的仪器,串接在避雷器接地回路中。该仪器的电流表用于监测运行电压下通过避雷器的漏电流,以判断避雷器内部是否受潮或元件是否异常。动作计数器则记录避雷器的过电压动作次数。
传统的监测器使用指针式毫安表和机械式计数器来显示漏电流和雷击次数,需要人工定时巡检。相比之下,ZWMSA-15避雷器用监测器采用液晶显示屏,可以直观地显示当前漏电流值、初次安装时的漏电流值和雷击次数。此外,该产品还具备无线数据传输功能,能够将实时数据无线发送到后台,从而免除了人工巡检的麻烦。
户外避雷器监测装置技术参数
工作环境 | -40~70℃ ,≤95%RH,海拔≤4000m |
工作频段 | 433MHz(免申请) |
发射功率 | 13dBm |
传输距离 | ≥250m(开阔空间) |
漏电流测量范围 | 50uA~5mA |
工作电流 | 大于50uA |
供电方式 | 避雷器自身漏电流 |
无线发送间隔 | 60S |
户外避雷器监测装置安装效果图
开关柜无源无线避雷器用传感器技术参数
工作环境 | -40℃~85℃ ,≤95%RH |
供电方式 | 避雷器自身漏电流(≥100uA),AC10kV~35kV |
测量范围 | 100uA~5mA漏电流 |
测量精度 | ±3% |
测量间隔 | 60秒 |
动作次数 | 实时监测 |
发包间隔 | 100秒 |
工作频段 | 433MHz或2.4GHz 符合《Q/GDW 12020-2019 输变电设备物联网微功率无线网通信协议》,订货前需要确认 |
发射功率 | 10dBm |
传输距离 | ≤250m(空旷) |
防护等级 | IP67 |
阻燃等级 | V-0 |
安装方式 | 螺栓式 |
螺栓规格 | M10、M12、M14,订货前需要确认 |
使用寿命 | 10年 |
开关柜无源无线避雷器用传感器安装示意
地缆沟综合预警传感器 ZWMSA-10B
功能简介
随着工厂生产自动化水平的提高和电子设备的广泛应用,供电电缆的使用量不断增加。大量电缆集中在一起,火灾事故的风险也随之增加。目前,大多数在建和运行中的供电系统都采用电缆,电缆防火问题尤为突出。此外,电缆沟可能因下雨积水或排水系统堵塞导致水位上升,使电缆长期浸泡在水中,不仅会破坏绝缘性,还会导致电缆进水而引起爆裂。在开关柜或电缆沟中,火警烟雾状态和水量是表征设备运行是否正常的重要参数。如果不加以监控,将对设备的运行造成重大安全隐患。若能及时预知事故、提早发出预警并采取措施,可有效防止事故的发生,将损失降至最低。
为此,我公司开发了一款地缆沟综合预警传感器,支持多种供电方式,能够实时采集水位或水浸、烟雾、环境温湿度等状态数据,并通过无线方式发送到后台。用户可以通过查看终端和后台系统了解地缆沟或开关柜的当前环境状况,从而免去了人工巡检和后期维护的麻烦。
技术参数
工作环境 | -40~85℃ ,≤95%RH,海拔≤4000m |
工作频段 | 433MHz(免申请) |
通讯方式 | 支持无线自组网(电池供电不支持) |
测温范围 | -40℃ ~ 85℃ |
测湿范围 | 10%RH ~ 90%RH |
测量精度 | ±1.0℃;±4%RH(<80%RH)、±8%RH(≥80%RH) |
水位检测量程(选配) | 0 ~ 2m,可选规格有1m,3m,4m,5m,6m,7m,8m,9m,10m |
水位检测精度(选配) | 2%FS |
水位线长(选配) | 5m |
水浸线长(选配) | 1m,可选规格有2m,4m, 6m, 8m |
烟雾灵敏度(选配) | 2.0 ±1%ft Nominal (0.5%ft-4%ft UL Requirement) 此灵敏度值根据样品在 UL 灵敏度测试设备中测试得到,仅供参考 |
发射功率 | 10dBm |
传输距离 | ≤250m(空旷) |
供电方式(任选其一) | 1、CT取电,启动交流电流≥10A 2、AC 220V±20%,DC110~220V 3、电池供电3.6V |
CT取电技术要求(选配) | 单相电缆绝缘层外径20~55mm |
发送间隔 | 60秒 |
使用寿命 | ≤3年 |
阻燃等级 | V-0 |
防护等级 | IP20 |
固定方式 | 捆绑式或螺丝固定 |
产品安装
网络通讯中继器 ZW1807
无线远传通讯中继器
ZW1807 型产品拥有四个RS-485隔离型串口,组成三进一出的串口集中器,同时配有两个RF无线收发模块,接收或发射我司无线通讯协议信号,并预留有以太网通信和光纤通信模块接口,实现多功能信号的转发及通信转换。在运行模式下,将下端设备发送过来的RS-485信号,通过集中处理后由任意设置的串口、光口、RJ45接口发出,输送到后台工控机,达到实时监控目的。也可以做为远距离的中继信号产品,在有效信号通过相应通道时、对应的信号灯会闪烁。
技术参数
工作电压 | (AC/DC)220V; |
使用环境温度 | -40~+85℃; |
使用环境湿度 | ≤95%RH ; |
串口传输速率 | 2400bps、4800bps、9600bps; |
外壳防护等级 | IP40; |
最长传输距离 | ≥1000m(空旷条件); |
RF工作频率 | 433MHz、470MHz; |
RF发射功率 | 19±1 dBm(max); |
RF最高接收灵敏度 | -136±1dBm (@250bps; |
RF传输速率 | 最高可达4Kbps; |
RS485接口 | 4路RS485接口,“U1A、U1B” 、“U2A、U2B”、 “U3A、U3B”、 “U4A、U4B”; |
无线远传(选配) | 1路(470MHz),可用作发射或接收; |
以太网接口(选配) | 1路,支持协议:ETHERNET、TCP、IP; |
光纤通信接口(选配,与以太网模块可2选1) | 1路,智能判断接收工作模式或发送工作模式; |
污染等级 | 安装地点的污染等级为4级; |
安装位置 | 推荐用于较少暴露的地点,安装在无显著振动和冲击的地方。 |
配电室综合监测显示装置 ZWMTA-V2
配电室综合监测显示终端
我公司针对电力、电气设备连接点温度变化、局放,避雷器泄漏电流变化等故障隐患,无法实时监测电气设备内部运行状态,因此开发了能够实时监测温度、避雷器泄漏电流及雷击次数、局放等信息的新一代产品ZWMTA-V2无线数据接收终端。该产品采用超低功耗设计、RF无线隔离、光电隔离技术,具有隔离彻底、抗干扰能力强、工作可靠、安装方便等特点,很好的解决了高电压状态下的各种数据监测问题。
技术参数
使用说明
单温度实时状态界面
温度+局放实时状态界面
避雷器实时状态界面
历史曲线界面
事件记录界面
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