高壓柜測(cè)溫產(chǎn)品介紹

高壓柜測(cè)溫產(chǎn)品介紹第1頁/共51頁一、背景二、無源無線測(cè)溫介紹三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝六、公司簡(jiǎn)介第2頁/共51頁需求背景

宏觀：電網(wǎng)的安全及智能化

現(xiàn)實(shí)：溫升導(dǎo)致起火甚至爆炸

標(biāo)準(zhǔn)：GB/T11022-2011<高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求>第4.5.2節(jié)對(duì)溫升有具體要求。一、背景-需求南方電網(wǎng)2011年底出臺(tái)指導(dǎo)文件“公司決定加大開關(guān)柜無線測(cè)溫裝置試用力度，在重要變電站開關(guān)柜上逐步加裝無線測(cè)溫裝置?！毙袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)（制定中）NB/Txxxx-20xx《高壓開關(guān)設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求》第3頁/共51頁一、背景-傳統(tǒng)方法A示溫記錄標(biāo)簽原理：標(biāo)簽溫度特性缺點(diǎn)：1、一次性2、人工檢查3、不實(shí)時(shí)4、不定量第4頁/共51頁B遠(yuǎn)紅外測(cè)溫方式原理：測(cè)量紅外輻射波目前主流方法缺點(diǎn)：1、需要人工巡檢；2、紅外輻射光路遮擋的影響；3、不實(shí)時(shí)在線一、背景-傳統(tǒng)方法第5頁/共51頁C光纖測(cè)溫法原理：光纖溫度傳感器缺點(diǎn)：1、光纖易斷易折，安裝復(fù)雜；2、光纖耐溫差；3、積累灰塵后有爬電現(xiàn)象，產(chǎn)生安全隱患。一、背景-傳統(tǒng)方法第6頁/共51頁D有源無線測(cè)溫方式原理：1、使用弱電電源，2、通過弱電電路驅(qū)動(dòng)溫度探頭工作，3、無線數(shù)據(jù)傳輸目前市場(chǎng)主流缺點(diǎn)：1、使用電池，電池壽命短，更換困難；2、感應(yīng)取電，對(duì)電流有要求；3、強(qiáng)弱電不分離；4、電池和互感器都有安全隱患。一、背景-傳統(tǒng)方法第7頁/共51頁電池有源無線案例使用電池的有源無線存在的問題未實(shí)現(xiàn)高低壓分離。存在使用風(fēng)險(xiǎn)。60秒測(cè)量一次溫度，每年大于50萬次，考驗(yàn)電池電量。頻繁停電更換電池不可能，為了延長電池使用時(shí)間，實(shí)際測(cè)溫周期更長。60秒一次數(shù)據(jù)刷新在電氣使用中有風(fēng)險(xiǎn)電池電量低，數(shù)據(jù)可能誤報(bào)；電池更換需要斷電。一、背景-案例分析第8頁/共51頁CT取電有源無線案例CT取電有源無線存在的問題未實(shí)現(xiàn)絕對(duì)高低壓分離CT取電對(duì)電流大小有要求。電流不能太小，也不能太大。電流的劇烈波動(dòng)影響測(cè)量結(jié)果，測(cè)量精度低于電池有源無線。CT取電安裝麻煩。一、背景-案例分析第9頁/共51頁傳統(tǒng)測(cè)溫方式的分析常規(guī)測(cè)溫方式，均存在供能問題！+絕緣問題！這兩個(gè)弊端，嚴(yán)重制約測(cè)溫技術(shù)在電力系統(tǒng)中的推廣使用！有效地解決方案就是基于對(duì)上述問題的解決！即采用無源數(shù)據(jù)采集+無線數(shù)據(jù)傳輸一、背景-總結(jié)第10頁/共51頁基于背景分析，我們?cè)趯ふ覠o源無線測(cè)溫方案最終選擇一種具有溫度特性的聲表面波晶體材料作為無源無線溫度傳感器。無源無線溫度傳感器概述

SAW（SurfaceAcousticWave）:聲表面波技術(shù)

原理：將射頻信號(hào)發(fā)射到溫度傳感器，溫度傳感器將帶有溫度信息的信號(hào)反饋回來。

特點(diǎn)：傳感器被動(dòng)工作，無源無線。二、無源無線測(cè)溫介紹-方案提出第11頁/共51頁無線無源測(cè)溫工作流程1、無線讀入器通過它的天線發(fā)射射頻脈沖。脈沖信號(hào)被傳感器上的天線收到后,通過叉指換能器(IDT：InterdigitalTransducer)在壓電感應(yīng)器的表面激活一個(gè)表面波。2、傳感器表面波的頻率由于受到傳感器本身溫度的影響發(fā)生了變化。正是由于頻率受溫度變化的機(jī)制,使得溫度數(shù)據(jù)測(cè)量得以實(shí)現(xiàn)。3、叉指換能器IDT再將表面波的頻率振蕩轉(zhuǎn)化成射頻信號(hào)。此射頻信號(hào)由讀入器上的天線收到后進(jìn)行處理。二、無源無線測(cè)溫介紹-原理第12頁/共51頁反射回來的射頻頻率變化與溫度變化成比例關(guān)系二、無源無線測(cè)溫介紹-原理第13頁/共51頁二、無源無線測(cè)溫介紹-系統(tǒng)第14頁/共51頁基于SAW技術(shù)的無源無線測(cè)溫系統(tǒng)的特點(diǎn)應(yīng)用晶體材料物理特性。無常規(guī)電路，因此沒有運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，可以適應(yīng)各種特殊工作環(huán)境。測(cè)溫傳感器接收射頻信號(hào)，然后反射射頻信號(hào)，沒有工作電路，因此無需電源。測(cè)溫傳感器通訊采用433MHz射頻信號(hào)，可以繞過障礙物，與閱讀器連接的天線實(shí)現(xiàn)無線通訊。測(cè)溫傳感器體積小，而且采用無源無線方案、無弱電工作電路，可以方便直接的安裝在高電壓、高電流接觸點(diǎn)。測(cè)溫傳感器響應(yīng)速度快，采用最新頻譜分析技術(shù)，秒量級(jí)實(shí)現(xiàn)溫度解析。二、無源無線測(cè)溫介紹-特點(diǎn)第15頁/共51頁無線測(cè)溫技術(shù)共同點(diǎn)：接觸式測(cè)溫

無源無線的優(yōu)勢(shì)絕對(duì)高低壓分離測(cè)溫探頭免維護(hù)測(cè)溫點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新時(shí)間小于2秒安裝方便二、無源無線測(cè)溫介紹-對(duì)比第16頁/共51頁目前全球范圍技術(shù)掌握情況美國S.G最早涉及SAW傳感器測(cè)溫技術(shù)領(lǐng)域，目前僅生產(chǎn)SAW傳感器及讀寫器產(chǎn)品。法國SenseOR，該公司傳感器技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品穩(wěn)定，但僅以傳感器及閱讀器OEM方式提供給系統(tǒng)集成商，2012年被德國Wika集團(tuán)收購。二、無源無線測(cè)溫介紹-競(jìng)爭(zhēng)第17頁/共51頁美國IntelliSaw，母公司為英國的Transense，該公司從SenGenuity挖走一批核心人員，2011年在美國成立了IntelliSAW，專門針對(duì)開關(guān)柜的測(cè)溫進(jìn)行開發(fā)，其產(chǎn)品形態(tài)與性能與SenGenuity的相似。GELPAG&中國CETC聯(lián)合體，自2012年開始進(jìn)行針對(duì)電力系統(tǒng)測(cè)溫技術(shù)基于SAW技術(shù)的應(yīng)用研究，掌握全部SAW傳感器，閱讀器核心技術(shù)及制造能力，并有效解決兼容性干擾課題，形成可實(shí)用的測(cè)溫系統(tǒng)產(chǎn)品。二、無源無線測(cè)溫介紹-競(jìng)爭(zhēng)目前全球范圍技術(shù)掌握情況第18頁/共51頁現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中N臺(tái)開關(guān)柜公用一套母線，而每個(gè)開關(guān)柜需安裝一套獨(dú)立的SAW無源無線測(cè)溫系統(tǒng)。開關(guān)柜表面上金屬密閉，可以隔絕多套系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行之間的干擾，但實(shí)際上，主母排貫穿整個(gè)安裝現(xiàn)場(chǎng)。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，主母排可把干擾傳輸?shù)酵概诺乃虚_關(guān)柜。這種干擾包括發(fā)射信號(hào)的干擾和返回信號(hào)的干擾。如何有效解決并柜運(yùn)行時(shí)的各柜間信號(hào)干擾問題是測(cè)溫系統(tǒng)的關(guān)鍵?；赟AW無源無線測(cè)溫信號(hào)干擾的提出二、無源無線測(cè)溫介紹-創(chuàng)新第19頁/共51頁科睿博的創(chuàng)新解決方案

兩套測(cè)溫系統(tǒng)之間的導(dǎo)體上包裹一層高密度吸波材料，吸收通過的電磁波，從而截?cái)喔蓴_傳播途徑。

目前使用的吸波材料能夠?qū)崿F(xiàn)高壓開關(guān)設(shè)備測(cè)溫系統(tǒng)干擾信號(hào)的抑制能力大于10dB。二、無源無線測(cè)溫介紹-創(chuàng)新第20頁/共51頁GEL-SAW無源無線測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)備名稱Name功能及適用范圍說明新型無源無線溫度傳感器NewSAWSensor接觸式傳感器，基于SAW無源無線方式測(cè)溫必選智能分析器天線IntelligentAntenna發(fā)送和接收射頻信號(hào)必選智能分析器IntelligentAnalyzer控制信號(hào)發(fā)送和接收，分析射頻信號(hào)必選智能管理器MaterialForAbsorbingWave管理控制多路智能分析器必選高性能吸波材料IntelligentController有效解決基于SAW無源無線測(cè)溫系統(tǒng)應(yīng)用于相鄰開關(guān)柜間的干擾問題必選多功能表Monitor顯示測(cè)溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)配件通信柜CommunicationCabinet實(shí)現(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯集實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信配件測(cè)溫系統(tǒng)管理平臺(tái)TemperatureManagementSystem實(shí)現(xiàn)分散測(cè)溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理配件第21頁/共51頁新型無源無線溫度傳感器1、直接安裝在被測(cè)物體表面的測(cè)溫元件；2、負(fù)責(zé)接收詢問射頻信號(hào)；3、并返回帶溫度信息的射頻信號(hào)到智能分析器。三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成第22頁/共51頁智能分析器天線負(fù)責(zé)向新型無源無線溫度傳感器發(fā)送射頻信號(hào)，并接收返回的射頻信號(hào)。1、智能分析器天線由天線體、磁力吸附固定座和射頻電纜組成。2、可以直接吸附在開關(guān)柜鐵板上。3、用于開關(guān)柜測(cè)溫時(shí)，智能分析器天線應(yīng)吸附在開關(guān)柜內(nèi)。4、智能分析器天線通過射頻電纜與智能分析器相連。三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成第23頁/共51頁智能分析器1、控制天線發(fā)送射頻信號(hào)；2、控制天線接收射頻信號(hào)；3、分析天線接收的射頻信號(hào)，得到溫度信息；4、將溫度信息上傳到后臺(tái)。三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成第24頁/共51頁智能分析器的持續(xù)研發(fā)

第一代分析器（或稱為“閱讀器”），受限于SAW傳感器的總帶寬和器件的性能，接收機(jī)采用寬帶接收結(jié)構(gòu)，抗干擾能力差。

第二代智能分析器，采用窄帶接收技術(shù)，選用砷化鎵工藝低噪聲放大器，保證了窄帶接收機(jī)的靈敏度，抗干擾能力大大提高。三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成第25頁/共51頁采用該智能管理器的高壓連接點(diǎn)無源無線溫度測(cè)量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)工作點(diǎn)的同時(shí)管理。智能管理器三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成第26頁/共51頁第一代吸波材料高性能吸波材料三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成第二代吸波材料第二代無金屬陶瓷吸波套管實(shí)裝圖，耐高壓，耐高溫，高效吸收電磁波。根據(jù)目前電氣開關(guān)柜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成統(tǒng)一的卡槽規(guī)格并規(guī)?；a(chǎn)配套。第三代材料研發(fā)中第27頁/共51頁多功能表三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成1、多功能表從智能分析器獲得溫度測(cè)量數(shù)據(jù)并顯示；2、帶有溫度顯示和預(yù)警報(bào)警功能，可以設(shè)置預(yù)警閾值和報(bào)警閾值。3、該儀表留有數(shù)據(jù)輸出功能，可以與系統(tǒng)工作平臺(tái)按照電力系統(tǒng)常用規(guī)約進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。第28頁/共51頁通信柜三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成通信柜將安裝在同一地點(diǎn)的多套測(cè)溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯集到一臺(tái)設(shè)備中。該通信柜保存本地所有溫度測(cè)量歷史數(shù)據(jù)，快速查詢歷史預(yù)警報(bào)警信息。本地通信柜帶有數(shù)據(jù)通信可能，可以通過485/CAN總線或網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。第29頁/共51頁測(cè)溫系統(tǒng)管理平臺(tái)三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大型電力網(wǎng)絡(luò)多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)群溫度監(jiān)測(cè)。所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在同一平臺(tái)上運(yùn)行，能快速實(shí)時(shí)完成大量數(shù)據(jù)收存、優(yōu)化處理、合理調(diào)度、智慧決策、全面監(jiān)視等綜合工作，將預(yù)警或報(bào)警信息第一時(shí)間推送到授權(quán)客戶端，指導(dǎo)相關(guān)工作人員及時(shí)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理。第30頁/共51頁管理軟件三、GEL-SAW系統(tǒng)構(gòu)成主界面歷史數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表報(bào)警記錄與查詢第31頁/共51頁GEL-SAW無源無線測(cè)溫注冊(cè)備案證書四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告第32頁/共51頁GEL-SAW無源無線測(cè)溫檢驗(yàn)報(bào)告四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告第33頁/共51頁GEL-SAW無源無線測(cè)溫產(chǎn)品電磁兼容性序號(hào)項(xiàng)目試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)等級(jí)試驗(yàn)結(jié)果1靜電放電抗擾度GB/T17626.2-20063符合試驗(yàn)依據(jù)要求2射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度GB/T17626.3-20063符合試驗(yàn)依據(jù)要求3電快速瞬變脈沖群抗擾度GB/T17626.4-20083符合試驗(yàn)依據(jù)要求4浪涌（沖擊）抗擾度GB/T17626.5-20083符合試驗(yàn)依據(jù)要求5工頻磁場(chǎng)抗擾度GB/T17626.8-20065符合試驗(yàn)依據(jù)要求6脈沖磁場(chǎng)抗擾度GB/T17626.9-20115符合試驗(yàn)依據(jù)要求7阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度GB/T17626.10-19985符合試驗(yàn)依據(jù)要求8電壓突降和短時(shí)中斷抗擾度GB/T17626.11-2008X符合試驗(yàn)依據(jù)要求9阻尼振蕩波抗擾度GB/T17626.12-19983符合試驗(yàn)依據(jù)要求四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告第34頁/共51頁GEL-SAW無源無線測(cè)溫產(chǎn)品性能檢測(cè)四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告第35頁/共51頁GEL-SAW無源無線測(cè)溫產(chǎn)品基本功能和功耗四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告第36頁/共51頁GEL-SAW無源無線測(cè)溫產(chǎn)品性能檢測(cè)四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告第37頁/共51頁兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的無源無線測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)與校準(zhǔn)溫度的關(guān)系GEL-SAW無源無線測(cè)溫產(chǎn)品性能檢測(cè)四、GEL-SAW性能測(cè)試報(bào)告第38頁/共51頁GEL-SAW測(cè)溫系統(tǒng)典型安裝圖五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝新型無源無線溫度傳感器安裝于母線與分支母線接頭處智能分析器天線安裝于母線室和電纜室智能分析器安裝于儀表室智能分析器與智能分析器天線通過屏蔽電纜連接第39頁/共51頁電纜室安裝

新型無源無線溫度傳感器安裝五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝母排室安裝斷路器動(dòng)觸頭安裝第40頁/共51頁天線可以采取吸附式或掛鉤式安裝根據(jù)需要在電纜室和母線室安裝智能分析器天線安裝實(shí)例五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝第41頁/共51頁目前，科睿博已將軟陶瓷與吸波涂層材料進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)可簡(jiǎn)單方便安裝的搭扣吸波安裝件吸波材料安裝簡(jiǎn)圖五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝第42頁/共51頁第二代無金屬陶瓷吸波套管實(shí)裝圖，耐高壓，耐高溫，高效吸收電磁波根據(jù)目前電氣開關(guān)柜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成統(tǒng)一的卡槽規(guī)格并規(guī)?；a(chǎn)配套吸波材料實(shí)際安裝圖五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝第43頁/共51頁測(cè)溫系統(tǒng)安裝方案案例五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝安裝點(diǎn)401402403404405406407408409主母排√

√斷路器√√√√

√√√√電纜頭

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110KV主網(wǎng)變電站選擇9臺(tái)開關(guān)柜安裝測(cè)溫系統(tǒng)第44頁/共51頁GEL-SAW無線無源測(cè)溫系統(tǒng)開發(fā)背景2012年3月，GELPAG攜手CETC