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電子論文

基于移動終端的開關柜觸頭溫度監測預警系統研究

時間:2020年01月18日 所屬分類:電子論文 點擊次數:

摘要:為了使運維人員能夠更好地掌握變電站開關柜觸頭溫度變化趨勢,提高電力運維人員的知曉率和控制率,利用4G通信技術、PHP多層構架技術、SAW測溫技術,構建基于移動終端的開關柜觸頭溫度監測預警系統。系統實現了觸頭溫度數據的底層傳輸、網絡傳輸、平臺

  摘要:為了使運維人員能夠更好地掌握變電站開關柜觸頭溫度變化趨勢,提高電力運維人員的知曉率和控制率,利用4G通信技術、PHP多層構架技術、SAW測溫技術,構建基于移動終端的開關柜觸頭溫度監測預警系統。系統實現了觸頭溫度數據的底層傳輸、網絡傳輸、平臺接收、數據存儲和數據查詢等功能。經系統測試運行表明,系統能自動實時地將觸頭溫度數據上傳至生命周期云平臺,各監管領導通過手機APP可同步了解變電站開關柜觸頭溫度變化趨勢,運維人員通過生命周期云平臺可及時調整巡檢周期、負荷分配方案。

  關鍵詞:高壓開關柜;觸頭溫度監測;SAW測溫;4G通信

通信工程師

  通信工程師論文范文:電力行業智能化通信組網的設計

  本文將對電力行業智能化通 信組網的設計展開研究,而且世 界上各個發展國家都開始注重自 身電力行業的發展,并且隨著時 間不斷的推移,電力行業整體也 開始逐漸的向智能化的方向進行 發展,但是在這一發展工作當中, 還具有相當多的問題仍未解決, 例如起步時間比較晚而導致智能 化速度較慢等等,在文中會一一 的進行闡述和研究。

  0引言

  全封閉式金屬鎧裝開關柜已廣泛使用在10kV、35kV電壓等級的系統中,并作為目前電網中的重要設備之一,作為供電系統中接受和分配電能的裝置,其性能的可靠性關系到電力系統的安全運行。其開關柜觸頭的材料具有確定的臨界溫度,當實際溫度高于臨界溫度時,材料的耐電壓強度會顯著下降,如不能及時發現并采取措施,可能會造成嚴重的事故,由此可知觸頭溫升是影響開關柜工作的主要因素。

  用電需求越來越大,實時掌握觸頭溫度的變化對運維人員就越來越重要,可第一時間采取措施,避免不必要的事故發生。該文通過移動終端和生命周期云平臺構建觸頭溫度監測預警系統,實現多用戶實時訪問、與PC機終端同步智能管理,可及時提高運維人員對觸頭溫度變化趨勢的掌握,并有助于運維人員對巡檢周期、負荷分配方案進行及時調整,提高設備運行的穩定性,減少停電事故的發生。

  1關鍵技術介紹

  1.1SAW測溫技術

  在眾多的無源傳感器中,SAW傳感器是以溫度變化導致聲表面波的相關器件固有的諧振頻率變化,達到測量電氣設備實時溫度的目的。測溫傳感器采用石英半導體材料設計的聲表面波(SAW-SurPaceAcousticWave)諧振器,當有一個特定頻率的電波輸入聲表面波諧振器,諧振器輸出的電波信號頻率會隨著環境溫度的變化而變化,利用它的這個特性,通過采集諧振器的輸出頻率,就可以得到對應的環境溫度,經采集器收發無線電波,上傳計算溫度值。該文通過SAW測溫技術實現底層數據采集,可有效解決傳輸環節的絕緣問題。

  1.2無線分組信息服務技術

  4G通信技術是一種成熟的無線通信技術,具有網絡覆蓋廣,帶寬高,運營費用低等優勢,已經廣泛應用于電力系統計量采集的通信鏈路層,但是在實際采集工作中發現,在一些遠離通信基站或通信基站數較少的鄉村偏遠地區和建筑結構復雜、遮擋物多的城市樓宇群,會嚴重影響信息傳輸效率。

  該文通過分組逆向推送重傳技術,將數據分組,由多個服務器發送,通信錯誤時服務器主動推送重發請求,進行組數據信息驗證,可有效地解決4G在復雜用電環境中通信中斷及錯誤效高的問題,完成底層數據的有效傳輸。

  1.3度監測預警系統整體設計

  系統以生命周期云平臺為核心,觸頭溫度通過無源無線SAW傳感器將采集結果上傳至PC機,再經4G通信網上傳至云平臺,云平臺將數據整合分析,主動推送到運維人員及高管的手機APP中,以可視界面及預警信息方式呈現。

  云平臺為運維人員提供設備檔案、觸頭溫度趨勢圖、預警信息、坐標信息等服務;運維人員作為設備一線管理者,可通過手機APP或PC機實現資源共享,及時掌握觸頭溫度變化趨勢,制定相應的巡檢周期、負荷分配方案等。同時,云平臺還具有大數據分析功能,為高管提供觸頭溫度大數據分析服務,作為高管設備全生命周期評估的數據支撐。

  1.3.1技術架構設計

  觸頭溫度監測管理業務成熟性、穩定性的PHP多層技術構架,以提高系統的靈活性、可擴展性、安全性及處理能力,同時通過統一數據接口實現與溫度監測系統和4G通信系統等子系統集成。

  1.3.2業務架構設計

  系統將業務體系分為3層,由下向上依次為溫度監測物理層、4G通信層和業務應用層。溫度監測物理層:借助自動化組網、多傳感器集成的監測方式,將數據集中采集至PC機終端,再通過4G通信把環境數據發送給服務器,完成實時數據采集作業。

  4G通信層:該層是溫度監測管理平臺的一個核心,提供了溫度監測的數據傳輸支持,實現服務器與PC機終端、移動終端的實時通信。業務應用層:基于觸頭溫度監測信息的支持,開展各模塊信息錄入、修改、刪除、權限分配等數據展觀和集成管理。

  1.3.3功能架構設計

  系統功能架構可以劃分為2個層次:下層為數據層,當PC機終端對觸頭進行自動測溫時為上層提供數據;上層為數據管理及移動監管層,為管理人員提供信息管理,查詢、權限分配、監測的集成和統一入口。

  1.3.4數據架構設計

  變電站開關柜觸頭溫度監測系統的數據架構設計以系統功能業務模塊為依據,分別是變電站、PC機終端、用戶移動終端、用戶端管理員、溫度傳感器、權限、用戶和歷史記錄。

  1.4運行架構設計

  監測系統運行架構從邏輯設計上需要一個觸頭溫度數據庫,一個智能移動終端平臺。服務器的作用是:觸頭溫度數據庫作為變電站觸頭測溫監測預警系統的核心服務器,用于存儲系統的業務數據、設備數據、空間地理數據和系統支撐平臺數據;移動終端平臺用于部署監測系統MVC架構的應用程序,應用Android操作系統;物理部署中數據庫設有一臺獨立服務器,建立新的數據庫服務器。

  1.5權限管理結構設計

  提供的權限管理基于先進的責任模型。通過定義不同對象之間的關系的約束,可以根據不同單位的特定業務組織結構來靈活地定義應用的權限管理結構,實現觸頭運行狀態資源共享監管。

  2應用方案

  系統配置結合現場開關柜各連接點要求,以開關柜為例,每面開關柜內需安裝9個點,即斷路器上觸頭三相、下觸頭三相與電纜進出線終端頭連接處。預計接入1個站100個測溫點,使用專用服務器、原移動終端和4G網構建整體系統,實現管理員、運維人員的權限分配,支持對1個變電站100個測溫點,8個以上移動終端接入點的權限管控。云平臺是整體系統的橋梁,實現用戶遠程監測開關設備觸頭溫度變化情況。

  所有設備接入云平臺時均采用雙向自動識別和驗證,并完成數據的上傳及訪問,接收的數據進行分類存儲、數據分析、預警信息推送、權限劃分及識別等。數據查詢接口依次調用服務層、數據訪問層方法完成數據庫查詢,并將查詢結果以List集合的方式返回,服務層將查詢結果轉換為JSON字符串后,由控制層返回頁面。

  3效果評價

  (1)系統正常投運后,可有效地降低運維巡檢人員工作強度,減少遺漏、不及時、不專業的問題,還可實現資源共享,提高了人身安全性及監管的隨時性,產生了顯著的經濟和社會效益。(2)開關柜觸點溫度在線監測,為故障定位獲得第一手運行數據,便于及時發現隱患。

  (3)溫度監測預警系統的應用解決了開關柜內部各連接點溫度無法檢測的難題,滿足了供電系統安全穩定運行的要求,達到了預期目標。

  4結論

  溫度監測預警系統應用效果很好,對處于高電壓、大電流的環境中的開關柜運行狀態,實現了實時安全在線溫度監測,因該技術是基于移動終端的無線監測,避免了PC機終端監測的局限性,且雙向自動識別,隨時隨地的安全查看開關柜觸頭溫度變化趨勢,實時主動推送異常數據,有助于提高電力運維人員的知曉率和控制率,可滿足電力系統快速處理事件的機制,也初步實現了高壓開關柜的智能化管理,具有較好的應用前景和推廣價值。

  參考文獻

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  [2]霍富強,雷振鋒,路進升.環網柜無源無線測溫管理系統設計[J].科學技術與工程,2013(25):7516-7520.

  [3]邵曉明,劉漢濤,趙玉華.在線無線溫度監測預警系統的應用[J].中國設備工程,2013(2):53-54.

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