合同編號：舟山市電力公司科技項目申請書（代合同）項目名稱：所用變電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)委托單位（甲方）：舟山電力局承擔單位（乙方）：變電工區(qū)起止年限：2009.5-2009.122009項目名稱所用變電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)項目分類科技攻關新技術開發(fā)新產(chǎn)品試制引進新技術吸收推廣示范軟科學研究√項目負責人姓名張代紅工作單位變電工區(qū)集控站專業(yè)電氣自動化性別女年齡28職稱助工課題組人員姓名工作單位專業(yè)職稱分工喬敏集控站電氣自動化助工技術開發(fā)余偉變電工區(qū)辦公室繼電保護技師外協(xié)李劍波集控站電氣自動化助工技術開發(fā)負責單位舟山電力局變電工區(qū)參加單位深圳市英唐電氣技術有限公司起止年月2009年5月-2009年12月項目總費用(萬元)總額14自籌費用(萬元)總額萬元其中固定資產(chǎn)費8其中固定資產(chǎn)費萬元研究開發(fā)費6研究開發(fā)費萬元申請費用(萬元)總額14批準金額(萬元)總額萬元其中固定資產(chǎn)費8其中固定資產(chǎn)費萬元研究開發(fā)費6研究開發(fā)費萬元申請經(jīng)費分年度用款計劃固定資產(chǎn)費(萬元)研究開發(fā)費(萬元)2009年年年年年年86自籌經(jīng)費分年度用款計劃、1、主要研究內(nèi)容（對推廣項目要說明該項目已推廣應用情況）本項目是在溫度監(jiān)測、無線通訊、EMC等技術上發(fā)展起來的，集自動化、通訊、網(wǎng)絡等一體的高新技術產(chǎn)品；采用了無線溫度采集、跳頻技術、GSM手機短信報警、GPRS無線通訊等技術，設計可擴展的高壓電網(wǎng)接點溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)，提供電力接點溫度監(jiān)測應用基礎支撐平臺。本項目涉及的關鍵技術（1）采集溫度數(shù)據(jù)的無線收發(fā)技術無線收發(fā)模塊采用高可靠性的通訊芯片，有效的實現(xiàn)監(jiān)控設備與高壓設備的徹底隔離。無線數(shù)據(jù)傳輸技術在國內(nèi)工業(yè)控制領域已被廣泛應用，技術相當成熟。（2）高壓大電流直接接觸測溫技術本項目中選用的是高可靠性的接觸式熱電偶溫度傳感器，傳感器可以與高壓大電流節(jié)點直接接觸，無線發(fā)射模塊被置于和熱電偶溫度傳感器等電位的部位，杜絕因為電位差而引起的安全隱患。測溫不受中間介質的影響，具有較高的精度，測量范圍廣。（3）無線溫度采集模塊的低功耗技術高壓接點的溫升是一個通常是個緩慢過程一個小時甚至是一兩天，在保障溫度采集實時性和可靠性，保障高壓接點溫度采集和發(fā)射與低壓端接收的完全電氣隔離的前提下，各測溫采集模塊與發(fā)射模塊低功耗設計、間歇的工作方式是合理的。在無線溫度采集發(fā)射模塊的控制器內(nèi)寫入省電算法用于控制整個發(fā)射裝置的工作，做到真正的省電。但當某接點溫度升高時，發(fā)射模塊的發(fā)射頻率將加大，以實現(xiàn)快速反應，使用大容量時電池該模塊可工作7年左右。（4）現(xiàn)場監(jiān)測設備的跳頻技術高壓環(huán)境中是電磁干擾很大，設備很容易被干擾而無法正常工作。本項目的現(xiàn)場設備具有先進的跳頻技術，當現(xiàn)場監(jiān)測設備與測溫模塊通訊受到干擾而無法建立聯(lián)系時，現(xiàn)場監(jiān)測設備就自動進行跳頻以保持有效的通訊。保證設備能在各種電力環(huán)境下正常進行工作，大大增強了監(jiān)測設備自身工作的安全性、穩(wěn)定性及可靠性。（5）組態(tài)軟件分層分布式設計后臺軟件是組態(tài)軟件，可根據(jù)現(xiàn)場設備一次圖或二次圖方便的搭建或修改電子地圖。可通過電子地圖查詢各設備及接點的實時或歷史溫度數(shù)據(jù)或溫度曲線。2、現(xiàn)主要技術經(jīng)濟指標和功能序號指標名稱數(shù)值備注3、國內(nèi)外研究概況（對推廣項目要說明已推廣應用情況）從上世紀五六十年代電力溫度監(jiān)控技術在發(fā)達資本主義國家已經(jīng)興起，到今天技術已相當成熟而且形成產(chǎn)業(yè)化，其代表性公司，如ABB，西門子等。相比發(fā)達國家，現(xiàn)在我國電力溫控技術總體水平相對落后。但隨著我國經(jīng)濟實力的增強，國際技術交流的不斷深入，技術革新步伐的加快，國內(nèi)外電力溫度監(jiān)控技術的差距在迅速縮小。 現(xiàn)電力電網(wǎng)中電纜接頭、開關柜觸頭、設備接點溫度的監(jiān)測通常采用的方法有：無線測溫、紅外測溫和光纖測溫。光纖本身絕緣性較好4cm/kV和抗電磁干擾能力強，但運行時間長以后，光纖表面受積灰、吸潮影響，存在爬電、短路的隱患。安裝后柜內(nèi)存在多根光纖處于高低電位之間，安全絕緣是這種測溫方式的最大隱患，只在10kv以下設備上有過應用。另外由于光纖測溫存在讀取數(shù)據(jù)的復雜性及成本較高，故該技術難以普及。紅外測溫無絕緣隱患，只要距離夠，不受電壓等級影響。但該種測溫方式受環(huán)境因素影響較大，故測量的溫度偏差較大。探頭與被測點中間不能有隔擋及光學鏡頭有距離系數(shù)，選擇合適的安裝位置及對準測溫點有一定難度。準確性較差，只能進行相對溫度的評估，應用領域有局限性。無線測溫方式高低電位與低電位通過高頻無線通訊，隔離徹底，無絕緣隱患。目前已成功應用在35kV、10kV、6kV、380V等電壓等級上；測溫位置不受柜內(nèi)結構影響，可直接裝于觸頭盒內(nèi)的靜觸頭與母線連接處，具有測溫直接、準確的特性。、項目技術方案及實施計劃（詳細填寫，不夠請附頁）首先明確的是本方案采用分布式結構，整個系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)層（無線收發(fā)模塊和現(xiàn)場監(jiān)測儀器）變電站監(jiān)測層（CANbus、網(wǎng)關、以太網(wǎng)和后臺監(jiān)控計算機）構成，其結構如圖1所示。 在開關柜內(nèi)，溫度傳感器及其相關組件緊貼在被測物體的表面，溫度信號被采集處理模塊處理后，通過溫度發(fā)射模塊將溫度信息及其地址發(fā)射到接收模塊，再由接收模塊將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)結TT100接點溫度在線監(jiān)測儀，然后通過通訊線纜及CANnet上傳至后臺監(jiān)控計算機。后臺監(jiān)控計算機對各個被測溫電氣接點的操作主要包括：參數(shù)設置、溫度數(shù)據(jù)查詢、告警值設定、溫度值實時曲線和歷史曲線的操作及查詢。變電站監(jiān)控室與各個被測溫開關柜/電纜溝的通訊采用CAN現(xiàn)場總線通訊方式。本系統(tǒng)預留企業(yè)級管理中心服務器，其監(jiān)控室與監(jiān)控管理中心（中央控制室）通過GPRS數(shù)傳模塊/光纖/通信線纜聯(lián)系在一起，由于具有完善的自我診斷和在線自檢功能，本系統(tǒng)具有很高的可靠性。 圖1變電站級溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)圖三、最終成果1、在完全的電力隔離的前提下進行電力設備的實時溫度監(jiān)測，確保電力設備安全性得到有效的保障。2、節(jié)約能源和材料等不可再生資源是可持續(xù)性發(fā)展策略的一項重要指標。在保證安全性、穩(wěn)定性的前提下，本項目中無線信號采集和發(fā)送技術的低功耗、間歇式工作模式，有力的節(jié)約了電力資源，減少了鋪設線路及維護的成本。3、本項目采用的是可擴展型分布式溫度監(jiān)測架構，十分有利于系統(tǒng)的升級。4、本系統(tǒng)能幫助工作人快速準確地員確定具體的事故發(fā)生的地點，從而大大減小事故造成的損失另外在用電高峰期，監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)反饋回來的信息，監(jiān)測電力電網(wǎng)的工作情況從而實現(xiàn)自動或人工的電力生產(chǎn)調(diào)度。5、通過電力事故發(fā)生的普遍規(guī)律及各個地方的事故發(fā)生的特點，基于電力電網(wǎng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)，后臺計算機或服務器運行先進算法的程序（程序的參數(shù)根據(jù)系統(tǒng)對歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)及實時數(shù)據(jù)的處理得到），最終預測設備發(fā)生事故的可能性，并及時預警工作人員。從而實現(xiàn)事故的預測功能。四、要達到主要技術經(jīng)濟指標和功能序號指標名稱數(shù)值(量)備注五、經(jīng)濟和社會效益本項目技術先進、產(chǎn)品創(chuàng)新，為電力科學調(diào)度提供依據(jù)，更重要的是保障了國家和地方電力設施的安全運行?，F(xiàn)今國家和地方電力電網(wǎng)為適應城鎮(zhèn)、企業(yè)、交通等用電量的增加趨勢，都在緊鑼密鼓的進行電力系統(tǒng)的技術升級。本項目的推出和實施將有效的解決國內(nèi)電力溫度分布式無線監(jiān)測技術產(chǎn)業(yè)化和市場化不足的現(xiàn)狀。對城鎮(zhèn)電網(wǎng)、發(fā)電廠、交通、大型重工業(yè)企業(yè)的電力設備的安全運行提供高穩(wěn)定性和可靠性的支持，把因為高壓接點發(fā)熱起火造成的損失降到最低。六、外協(xié)單位合作內(nèi)容（與外單位合作項目）變電工區(qū)向深圳市英唐電氣技術有限公司購買設備和軟件，并共同負責安裝調(diào)試。在開關柜內(nèi)，溫度傳感器及其相關組件緊貼在被測物體的表面，溫度信號被采集處理模塊處理后，通過溫度發(fā)射模塊將溫度信息及其地址發(fā)射到接收模塊，再由接收模塊將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)結TT100接點溫度在線監(jiān)測儀，然后通過通訊線纜及CANnet上傳至后臺監(jiān)控計算機。后臺監(jiān)控計算機對各個被測溫電氣接點的操作主要包括：參數(shù)設置、溫度數(shù)據(jù)查詢、告警值設定、溫度值實時曲線和歷史曲線的操作及查詢。變電站監(jiān)控室與各個被測溫開關柜/電纜溝的通訊采用CAN現(xiàn)場總線通訊方式。本系統(tǒng)預留企業(yè)級管理中心服務器，其監(jiān)控室與監(jiān)控管理中心（中央控制室）通過GPRS數(shù)傳模塊/光纖/通信線纜聯(lián)系在一起，由于具有完善的自我診斷和在線自檢功能，本系統(tǒng)具有很高的可靠性。*注：與外單位合作項目需與對方簽定技術協(xié)議及合同，附于本合同后。七、外協(xié)單位實施方案小型系統(tǒng)（分廠/車間級監(jiān)測系統(tǒng)）首先明確的是本方案采用分布式結構，整個系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)層（無線收發(fā)模塊和現(xiàn)場監(jiān)測儀器）變電站監(jiān)測層（CANbus、網(wǎng)關、以太網(wǎng)和后臺監(jiān)控計算機）構成，其結構如圖1所示。 在開關柜內(nèi)，溫度傳感器及其相關組件緊貼在被測物體的表面，溫度信號被采集處理模塊處理后，通過溫度發(fā)射模塊將溫度信息及其地址發(fā)射到接收模塊，再由接收模塊將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)結TT100接點溫度在線監(jiān)測儀，然后通過通訊線纜及CANnet上傳至后臺監(jiān)控計算機。后臺監(jiān)控計算機對各個被測溫電氣接點的操作主要包括：參數(shù)設置、溫度數(shù)據(jù)查詢、告警值設定、溫度值實時曲線和歷史曲線的操作及查詢。變電站監(jiān)控室與各個被測溫開關柜/電纜溝的通訊采用CAN現(xiàn)場總線通訊方式。本系統(tǒng)預留企業(yè)級管理中心服務器，其監(jiān)控室與監(jiān)控管理中心（中央控制室）通過GPRS數(shù)傳模塊/光纖/通信線纜聯(lián)系在一起，由于具有完善的自我診斷和在線自檢功能，本系統(tǒng)具有很高的可靠性。 圖1變電站級溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)圖大型系統(tǒng)（企業(yè)級系統(tǒng)）小型系統(tǒng)是大型系統(tǒng)的子系統(tǒng)，這種設計方案十分有利于電力電網(wǎng)的優(yōu)化升級及電力部門對城市電力設施/設備和企業(yè)電力設施/設備的科學監(jiān)測和管理。整個系統(tǒng)由電纜／開關柜／變壓器／電機等設備電氣接點溫度的現(xiàn)場監(jiān)測層、變電站監(jiān)控層及企業(yè)以太網(wǎng)監(jiān)測管理層構成，其結構如圖2。企業(yè)級電氣接點溫度智能監(jiān)控系統(tǒng)可分為溫度采集層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)傳輸層等多層結構，數(shù)據(jù)采集層由溫度采樣模塊、接收模塊、YTT100主機雙絞線、網(wǎng)關組成。數(shù)據(jù)處理存儲由以太網(wǎng)結構的各主控電腦,數(shù)據(jù)庫服務器等組成。 在無人監(jiān)測或長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡膱龊希ㄈ邕h離城鎮(zhèn)的高壓電纜線、變電站等），為了傳輸終端監(jiān)測層采集到的實時數(shù)據(jù)，我們不需要花很高的成本用電纜再搭建一條監(jiān)測網(wǎng)，只要把溫度監(jiān)測儀器采集的數(shù)據(jù)在GPRS發(fā)射站排隊等待發(fā)射即可。對于較近距離或實時性要求比較低、測量數(shù)據(jù)傳輸比流量不大的網(wǎng)絡，我們將以CAN總線為主，對于實時性要求高、數(shù)據(jù)傳輸量大的網(wǎng)絡，我們將會根據(jù)需求在網(wǎng)絡傳輸中的主干部分采用光纖通信的方式，以此來提高網(wǎng)絡的性能。信號采集層由英唐公司開發(fā)的嵌入式智能終端、YT系列產(chǎn)品、各種參量采集傳感器、有線、無線數(shù)據(jù)傳送單元組成。其主要功能是通過各種類型的傳感器對現(xiàn)場各種信號進行采樣,通過有線的方式(有線方式采用RS-485/CAN進行數(shù)據(jù)傳輸)、無線的方式(無線采用2.4G高頻或433M無線進行數(shù)據(jù)傳輸)將數(shù)據(jù)送到YT系列產(chǎn)品或YT智能終端進行保存、計算、校驗等處理操作。監(jiān)測儀處理后的數(shù)據(jù)通過CANBus連接，過網(wǎng)關被上傳到以太網(wǎng)上。在這個層主要是提供數(shù)據(jù)的保存到數(shù)據(jù)庫服務器，根據(jù)公司組態(tài)軟件提供現(xiàn)實的數(shù)據(jù)顯示、處理、報警、預警、查詢、打印等操作。本網(wǎng)絡可以與企業(yè)、事業(yè)單位、國家機關的內(nèi)部局域網(wǎng)相連接、提供數(shù)據(jù)接口，同時在使用GPRS/GSM通的部分需要采用移動公司或聯(lián)通公司的網(wǎng)絡。綜上所述，對于較近距離，數(shù)據(jù)傳輸采用CAN總線加以太網(wǎng)的結構，對長距離的采用GPRS進行遠端數(shù)據(jù)傳輸，然后由數(shù)據(jù)服務器及主控電腦對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行處理。 圖2企業(yè)級溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)圖八、科技經(jīng)費概算名稱年度合計設備費81430萬元以下科研用儀器裝置費材料費土建費設備安裝費2研究、設計費技術轉讓費外協(xié)科研試制費4試驗、調(diào)試費旅差費設備運輸費其他（資料、會議費）合計14九、購置主要設備,材料和外協(xié)經(jīng)費設備,儀器,材料序號設備,材料名稱型號,規(guī)格數(shù)量單價總價(萬元)1溫度采集模塊1515002.252接點溫度在線監(jiān)測儀YTT100-G563003.153CAN-NET125000.254無線數(shù)傳設備(DTU)430001.25通訊線30080.246工控專用計算機180000.87以太網(wǎng)交換機118000.188音響系統(tǒng)15000.05外協(xié)經(jīng)費序號參加,協(xié)作單位協(xié)作內(nèi)容費用(萬元)1深圳市英唐電氣技術有限公司YTE