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1、GTO-WTS600无线式接点温度监测系统设计方案GTO-WTS600无线式接点温度监测系统技术方案北京XXX科技有限公司目 录变电站测温技术方案一、 概述GTO-WTS600测温系统是针对电力系统的发电厂、电业局（供电局）、变电站（变电所）等各类高压开关柜触头及接点、变压器一、二次套管、箱式变电站、高压母线接头、封闭母线、穿墙套管、高压电缆接头、户外羊角开关、刀闸开关等运行时易发热而不易检测的部位进行温度实时监测的设备，作为一套分布式测温系统，它也可以广泛用于钢铁、矿山、石化、铁路、仓储等行业的测温。GTO-WTS600测温系统的硬件部分，是完成现场的温度采集、汇集、远传的功能，本产品采用P
2、N温度传感技术和近距离无线通讯技术，无线通讯使用的是业余频段433Mh（无需申请），其频点随着现场测温点的数量和采集器的数量，根据设置自动进行调节，该装置采用模块化设计，集成度高，采样多种抗干扰措施，使其具有可靠性高，易于使用和易于维护的特点。二、 系统技术特色GTO-WTS600分布式测温系统适用于高压导电母排接头、电缆接头、高压开关柜触头、刀闸开关、干式变压器、箱式变电站等设备的表面等设备的实时测温，可应用于室内环境，亦可应用于室外环境。 其主要技术特色如下：l 采用433MHZ（ISM）频段，无线扩频技术，抗干扰能力更强。l 智能无线组网技术，彻底消除同频干扰问题，通讯误码率大大降低。l
3、 测量点和接收点无直接联系，无绝缘问题，不受外部环境影响。 l 超低功耗设计，高能锂电池供电硬件设备的稳定性、可靠性更强。l 无线采集组网灵活，可扩展性强，可适用不同电压等级、不同环境带电设备的实时温度监测，安装施工简便宜行。 l 系统采用分布式分层结构设计，拓扑结构灵活，即可融入自动化系统运行，亦可独立成系统。三、 与其它实时测温方式的比较测温方式无线测温系统光纤测温系统红外测温感温方式直接接触直接接触非接触测温精度高高一般安全性高一般（灰尘等影响绝缘）较高可靠性高高一般（易受环境影响）实时性较高高高扩展性好一般一般施工简便较简便复杂成本低很高高用于高压设备接点运行温度监测的技术主要有红外测
4、温、光纤测温和无线测温， 下面对三种测温技术进行比较：1. 无线测温与光纤测温的比较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， 用于隔离高压的光纤表面可能受到污染， 将导致光纤表面放电。这使得光纤测温系统用于室外开关设备的测温应用受到限制。无线测温系统采用电磁波传输信号， 传感器直接安装在高压设备上， 温度测量准确， 可以解决电气绝缘问题， 无线测温系统的特点是不受气候环境的影响， 可以测量室外开关和母线接点的温度
5、。2. 无线测温与红外测温的比较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），并且其测温精度容易受环境影响，如光线强度、雾气都会对其测量精度造成一定的影响，所以其使用范围受到极大制约。而无线测温系统采用直接接触式测温结合无线数据采集相结合的技术，有效解决了高压环境下测温点数据精确采集和采集设备与一次高压设备的绝缘问题。安装使用不再受开关柜体结构、安装位置、使用环境的限制，安装实施非常简便。高压开关柜射频无线测温系统结构通过连续监测高压开关柜内触点或电缆接头的运行温度，可
6、确定触点和接头处的过热程度，当发生超温时，系统能够发出报警指示。实现这一功能，采用GTO-WTS600无线测温系统可提供最佳的解决方案。3. 无线传感器的寿命GTO-WTS600无线温度标签内部采用高性能的锂电池供电， 作为维持传感器工作的一次性电池，其理论寿命可达10年以上，在实际使用中，因工作环境中温度条件的影响，其电池的工作寿命可达5 年左右。当GTO-WTS600无线温度传感器内部电池耗尽时， 用户可通过更换传感器中的电池来使传感器恢复工作， 更换新电池的温度传感器同样可以继续工作5 年左右。四、 硬件系统构成及功能1 型号说明GTO WTS 型号标识 产品代号 公司标识 注：1) 产
7、品标识：”GTO” 代表北京格瑞图科技有限公司2) 产品代号：WTS：（Wireless temperature system of monitoring connection）无线式接点温度监测系统3) 功能类型：型号标识2、系统构成GTO-WTS600测温系统的硬件由3部分组成，它们是：温度采集标签(GTO-TM1)、无线集中采集单元(GTO-GA1)、无线中继器(GTO-RL1).无线测温终端由高能电池供电，减少高低压之间的电气联系，采用全数字方式工作，温度传感器与数据处理装置分离，由一段数据线使温度传感器与数据处理装置相连接(温度传感器和数据处理装置一起称为无线测温终端)。温度传感器附
8、着在发热点上（高压母线或高压开关），使其充分接触，更加准确的测量发热点实际情况。同时，数据处理装置相对远离发热点，使无线测温终端可在高压设备发热情况下正常运行。温度传感器与数据处理装置均采用特殊材料制成，耐高压，耐腐蚀，耐高温，阻燃性好，提高系统的可靠性，可长期工作在恶劣的室外环境中。根据需求分析，一般需将无线测温终端安装在以下位置：a) 变压器高、低压侧套管，变电站母排温度监测b) 电缆接头以及各种接点温度的监测c) 开关柜进线刀闸和出线刀闸d) 户外进线刀闸实际安装位置需以现场情况为准，在以不破坏原有电力设备并保障准确测温的前提下进行确定。无线测温终端把温度信号通过无线的方式直接或经过无线
9、中继器传送给无线汇聚终端，每个无线汇聚终端可以接收多个测温终端发送来的数据。一般情况而言，在35KV及以下的变电站无需使用无线中继器，而箱式变电站需使用无线中继器。对于是否使用无线中继器还需由测量环境以及各测温终端所处的物理位置决定。当测温终端与无线汇聚终端处于有效的通讯距离内，无须增加无线中继器。系统采用短程无线网络的方式，多个测温终端分布在无线汇聚终端的周围，在有效的通讯范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。无线汇聚终端则安装在控制中心，控制中心计算机软件实时监控每个点温度的变化，实现足不出户掌握整个高压系统的发热状况。如果在无人值守、实际测温地点远离控制中心的环境中，无线汇聚终端可以把
10、接收到的数据通过RS232传送给GPRS/CDMA，再由GPRS/CDMA把数据传送到控制中心的计算机，由计算机的后台软件进行处理。系统网络拓扑图如下：方式一：图2方式二：图3方式三：图4在以上三中方式中，多数采用的是方式二和方式三，方式二是针对有人值守的变电站，方式三是针对无人值守的变电站。五、 技术指标1、系统的特点先进性：采用国际先进的433组网技术，实现数据短距离无线传输；灵活性：灵活的组网方式，有线或无线均可，方便监控点数量的增加；实时性：基于带宽的优势，各类前端信号可做到实时的传输；同时可利用其他传输通道进行实时传输，如：GSM、CDMA 1X、GPRS、3G 网络等；稳定性：具有
11、独特的数据管理功能，严格控制数据丢失现象；管理、操作权限的分级实现，保障管理的统一、规范；强大的自我诊断、恢复功能；扩展性：系统预留相应的接口以便扩充之用；控制部件（软、硬件）采用模块式结构、内部总线化等技术措施，可以方便灵活进行扩充，保证未来的适应性；易用性：基于优良的操作平台；采用模块化设计，操作简便；界面人性化；2. 系统的组成本系统由硬件和软件两部分组成，下面分别其做详细说明：2.1GTO-GA1型无线汇聚终端无线汇集节点用于接收无线测温节点上报的各种信息，汇总后上报给监控软件，同时接收监控软件下发的各种命令并根据具体内容进行处理。无线汇集节点也可以设置无线测温节点的工作参数。无线汇集
12、节点通过串口和工控机连接，串口有两种模式：RS232模式和RS485模式。RS232模式用于一个汇集节点和工控机直接相连，单机操作，适合测温节点少、传输距离短、环境简单的场合。RS485模式用于多个汇集节点和工控机连接，多机操作。RS485总线只用两根差分电揽传输信号，布线容易，适合测温节点多、传输距离远、环境复杂的场合。（当工控机没有DB9串口时请使用串口USB转换线）无线汇集节点的技术特点1. 管理多个无线测温节点，一个汇集节点最多可以管理上百个测温节点。2. 组网方便灵活，可实时加入或者删除测温节点。3. 接口灵活，汇集节点具有RS232和RS485接口可供选择。4. 接收灵敏度高，汇集
13、节点采用外置胶棒天线，可以提供高达4dBm的天线增益，同时采用高灵敏度的射频芯片，可以提供最高110dBm的灵敏度。5. 使用AC220电源适配器供电。无线测温汇集节点的技术参数工作频率433MH434.79MHz（ISM免申请频段）调制方式射频发射功率10mW射频接收灵敏度最高110dBm无线传输距离400m（无遮挡）管理测温节点数量128空间波特率500kbaud控制接口RS232（DB9）或RS485（115200， 8N1）RS485总线连接数量16供电方式AC220转DC5V电源适配器防尘防水等级不防水，用于室内工作温度40 +85安装方式螺丝固定尺寸（长宽高）100 80 45 （
14、mm）重量300克无线测温汇集节点的设备接口1. 电源接口2. 电源指示灯3. RS232（DB9）串口4. RS485串口5. 天线接口6. 无线接收（RX）指示灯7. 无线发射（TX）指示灯2.2GTO-TM1型无线测温终端无线测温采集终端用于测量如母线、开关柜触点和电缆接头等带电物体表面的温度，并周期地把测量的温度数据以无线的方式上报给汇集节点。无线测温采集终端的技术特点1.自动休眠，低功耗设计。当测温节点不工作时会进入休眠模式，一节锂亚电池可以使测温节点工作5年左右。2.周期唤醒。当测温或者上报时间到来时节点会自动唤醒。3.测温精度高、响应时间快。4.高低温报警。当被测物体温度超过预设高温报警值或者低于预设低温报警值，节点会立刻
