变电站无线测温在线监测系统

变电站无线测温在线监测系统

技术规范书

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总  则

1．本“规范书”明确了某城市供电公司35～220kV变电站无线测温在线监测系统的技术规范。

2．本“技术规范书”与商务合同具有同等的法律效力。

1.1 系统概述

在变电站或开闭所，母排、刀闸、高压开关柜、断路器、电缆、架空线路之间一般都采用插头连接，长期过载、接头松动、触头老化等因素容易导致接触电阻增大，可能发生触头升温过高甚至烧毁等严重事故。一旦出现故障停电，首先给人民群众生活带来不便，干扰了企业的正常生产经营；其次给供电公司造成较大损失；再者变电站内开关柜、母排、电缆、架空线的分接头众多，呈网状及封闭结构，查找故障隐患非常困难，浪费了大量的人力，物力。

变电站无线测温在线监测系统主要包括开关柜内母排接头测温、站内输电线路和电缆接头测温，将监测点的接头温度、温度传感器的电池电压实时上报到变电站后台或远程主站系统进行显示、存储和越上下限预报警处理。当现场的接头接头温度越限和温升过快时，温度传感器会立即主动上报紧急告警信息到站内后台或远程主站系统，由软件系统给出声光报警并发出短信，通知运行值班人员处理。对于变电站的户外架空线路和电缆接头，还可以在线监测线路负荷电流、局部放电等运行状态。

1.2 总体要求

1.2.1       正常运行时：系统能够及时掌握各监测点的正常运行情况，将站内接头的温度、站内温度传感器的电池电压、户外架空线或电缆头的温度、户外架空线或电缆头的负荷电流、户外架空线或电缆头的对地电场等运行信息发送到站内后台或远程主站系统，在计算机上能够方便地查询有关实时信息和历史数据。为及时掌握各监测点在故障前的运行状态，预防隐患的发生，保证设备的正常运行，并提供灵活的参数调整手段。

1.2.2       异常运行时：系统能够及时掌握各监测点的异常运行情况，将各接头的温度越限、温升过快和电池电压低等报警信息发送到站内后台或远程主站系统，在计算机上能够方便地查询有关报警信息和实时数据，及时掌握各监测点在异常运行时的运行状态，避免恶性事故的发生。

1.2.3       温度监测应准确，不应有误报警和拒报警。当误发或拒发告警信号时，可在站内通过无线调整温度传感器的告警参数。

1.2.4       主站软件应运行可靠，使用简单，维护方便。

1.2.5       温度传感器采用长寿命锂亚电池供电，条件允许时可从导线自取电，数据采集器采用市电、太阳能板或开口CT取电，运行稳定可靠。

1.2.6       实时运行数据（历史曲线）和故障信息（SOE记录）可以在电脑上查询，也可以在手机上获悉温度告警定位信息，也可以在现场确认，整个系统的运行应能够保持各方获得的信息一致，并且符合实际情况。

1.3 供货清单

配电线路故障定位及在线监测系统设备配置清单
	名称	型号	数量
主站	主站软件（SCADA/FA）	LPK-1000	1套
	主站硬件（可选配置）
	无人值班用短信猫
母排在线监测单元	温度传感器	LPK-TB	150只
架空线在线监测单元	“四遥”数字故障指示器	LPK-TA	0只
电缆头在线监测单元	“四遥”数字故障指示器	LPK-TC	0只
远程通讯终端	数据采集器	LPK-DCU5	1台

备注：

1、1台数据采集器标配3～150只LPK-TB温度传感器，3～30只“四遥” 数字故障指示器。

2、对于LPK-TB，因母排绝缘间距限制，不能自取电，须将本地无线发射功率设置为11dbm。。此时，本地无线组网可靠通讯距离（半径）为30～60米，空旷、没有无线干扰场合下可达60～200米。

3、对于，LPK-TA或TC，如果线路平均负荷电流低于50A，须将本地无线发射功率设置为11dbm。此时，本地无线组网可靠通讯距离（半径）为30～60米，空旷、没有无线干扰场合下可达60～200米。如果线路平均负荷电流高于50A，可将本地无线发射功率设置为20dbm。此时，本地无线组网可靠通讯距离（半径）为60～100米，空旷、没有无线干扰场合下可达100～500米。

4、主站硬件根据无线测温监测点的数量进行灵活配置。

1.4 标准和规范

1.4.1  除本技术规范书特别规定外，供应商所提供的设备均按下列标准和规定进行设计、制造、检验和安装。

1.4.2  本技术规范书是参照以下标准制定的，投标的系统和设备符合本技术规范的要求，本技术规范未作规定的要求按照下述标准执行。

          ISO--------国际标准化组织标准

          IEC--------国际电子技术委员会标准

          ITU-T------国际电信联盟标准

          IEEE-------美国电气电子工程师协会标准

          EIA--------电子工业协会标准

          GB---------中华人民共和国国家标准

          DL---------中华人民共和国电力行业标准

1.4.3  数字故障指示器符合如下标准要求：

          GB3909-91《3～35kV金属交流封闭开关设备》

          GB311-83/683《高压实验方法》

          GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》

          GB11022-89《高压开关设备通用技术条件》

《配电线路故障指示器技术规范》（2010年）  国家电力公司农电部、科技部

1.4.4  线路故障定位及在线监测（控）系统符合如下通信标准要求：

1）DL5003-91         《电力系统调度自动化设计技术规程》

2）DL 5002-91        《地区电网调度自动化设计技术规程》

3）DL/T 635-1997     《县级电网调度自动化系统功能规范》

4）DL/T 789-2001     《县级电网调度自动化系统实用化要求及验收》

5）《远动设备及系统-传输规约：第101篇 基本远动任务配套标准》（IEC60870-5-101规约）

6）《远动设备及系统-传输规约：第104篇采用标准传输文件集的IEC60870-5-101网络访问》（IEC60870-5-104规约）

7）《配电线路故障指示器技术规范》（2010年）  国家电力公司农电部、科技部

1.5 工作原理

站内温度传感器和站外“四遥”数字故障指示器采用高性能的温度探头来监测接头和导线的温度。温度探头由温度传感器芯片、圆筒形金属壳体和内部填充物组成，壳体内部填充物为绝缘性高和导热性好的石英粉，壳体表面使用环氧树脂固封。温度探头安装在温度传感器的底部金属面上或数字故障指示器的顶部灌胶面上，并由导热胶或灌胶固定。温度探头的裸露部分套在导热金属板上，温度传感器或数字故障指示器安装在母排、导线或电缆头上时，导线会直接压住金属导热板上，导线温度经过金属导热板直接传导给温度探头。温度探头产生的电流信号经过信号检测电路，直接传到低功耗单片机进行A/D采样，最后计算出温度值。

温度传感器芯片的测温范围为-55～150℃，测温精度为±2℃。数字故障指示器每秒钟测量一次温度，有报警时立即上报，无报警时每1～5分钟主动上报，或被数据采集器或站内后台机巡检。数字故障指示器每1～5分钟测量一次温度并主动上报，或被数据采集器或站内后台机巡检。

为了测电缆头的温度，电缆型“四遥”数字故障指示器还可以引出带高温屏蔽线的温度探头，用高温扎带将温度探头捆扎在电缆头上。

1.6 主站系统

主站系统主要实现数据采集与控制SCADA、预报警、故障定位及短信通知等功能。

1.6.1 功能要求

u     数据采集

u     数据处理（包括计算量的处理）

u     控制和调节（可选）

u     事件顺序记录（SOE）及报警处理

u     系统时钟和时钟同步（可选）

u     事故推屏及动态着色

u     历史曲线

u     告警信息显示及定位

u     无人值班短信通知

u     权限管理

u     通道监视与统计

u     运行状况WEB浏览（可选）

u     故障通知和故障信息WEB浏览（可选）

u     运行数据和故障信息通过WEB历史查询（可选）

u     向GIS系统转发“二遥”实时数据（可选）

1.6.1 主要性能

1.6.1.1主站系统容量

u     数字量        50000

u     模拟量        20000

u     累加量        20000

u     遥控量         10000

u     虚拟量        10000

u     转发量        10000

u     监测点数量    1000

1.6.1.2主站系统可靠性

u      遥测合格率＞98%

u      遥信准确率＞99%

u      遥控正确率＞99.99％

u      遥调正确率＞99.99％

1.6.1.3主站系统实时性（GPRS通讯方式）

u      遥测越限和遥信变位传送              ≤5秒

u      遥信量变化传送                      ≤3秒

u      遥测量变化传送                      ≤5秒

u      遥控命令响应时间                    ≤5秒

u      温度告警短信通知时间                ≤1分钟

u      事故推画面时间                      ≤3秒

u      调用画面响应时间                    ≤2秒

u      画面自动刷新周期                    ≤5秒

u      模拟量和数字量的召唤周期            1～30分钟可调

1.7 LPK-DCU5数据采集器

主要用于变电站或开闭所内部，通过短距离无线分频和跳频通讯方式，实时采集附近300米范围内安装的3～150只温度传感器的运行数据和告警信息，然后将打包数据通过RS232、RS485或GPRS通讯方式发送到站内后台或远程主站系统进行分析和处理。

1.7.1 功能要求

u     体积小，重量轻，带电装卸

u     功耗低，采用市电、太阳能电池板或开口CT取电

u     通过无线跳频或GPRS通讯，可在线设置参数

u     防死机和少维护设计

u     对远程采用GPRS通讯方式和标准101通讯协议

u     站内采用无线跳频通讯方式，带CRC校验和数据加密的跳频协议

1.7.2 主要性能

u     电源：标配100W电源适配器

u     整机功耗：＜10W

u     遥测：测温精度为±2℃（-55～150℃）。

u     遥调：站内通过无线设置温度传感器的参数

u     通讯频率（RF）：420～440MHz（分5个无线频段，每个无线频段分64个独立信道并自动跳频），40～128kbps通讯速率可调，30～300米通讯距离可调

u     带温度传感器数量：3～150只

u     重量：＜10kg

u     尺寸（长×宽×高）：4U高，19英寸宽

u     设计寿命：8年以上

u      环境温度：-25℃～70℃

u      环境湿度：5～95%

u      防护等级：IP54

u      EMC等级：±8kV静电放电，±2.5kV雷击浪涌冲击

1.8 LPK-TB温度传感器

安装在站内母排接头处，实时采集接头温度和内置电池电压并主动上报到数据采集器。本地可以通过无线在线设置温度越限、温升越限、电池电压低等报警参数，并在检测到报警时立即发送报警信息。

    1.8.1 功能要求

u     小体积、微功耗和少维护设计

u     监测母排接头温度

u     监测本身电池电压

u     本地无线跳频通讯，告警信号和告警温度主动上报

u     通过无线跳频通讯，可在线调整温度告警参数

u     通过无线跳频通讯，可在线校准温度测量精度

    1.8.2 技术参数

u     电源：2.4Ah/3.6V长寿命一次性锂亚电池

u     静态平均功耗：30uA/3.6V

u     动态平均功耗：35uA/3.6V（每10分钟发送一次数据时）

u     测温范围：-50～150℃

u     测温精度：±2℃

u     通讯频率（RF）：420～440MHz（10个独立无线频段，每个频段分64个独立信道，自动跳频）

u     通信距离（RF）：30～100m（11dBm），100～300m（20dBm）

u     电压等级：任意

u     母排宽度：＞30mm

u     环境湿度：5～95%

u     防护等级：IP54

u     EMC等级：等电位安装

u     重量：不大于150g

u     尺寸（长×宽×高）：25×25×80mm（不含天线）

u     设计寿命：8年以上（电池为3～5年）