配電環(huán)網(wǎng)柜接點在線測溫系統(tǒng)科技項目申請書及可行性研究

中國南方電有限責(zé)任司科技項目申請書及可性研究報項目名稱：

配電環(huán)網(wǎng)柜度在線監(jiān)測統(tǒng)申請單位:bjie供局起止時間：2013年月至月項目負(fù)責(zé)人。聯(lián)系電話：。。.。.申請日期：2012年月1

填寫說明量能12目摘5001.2

項目名稱項目負(fù)責(zé)人

姓名性別

項目簡表配電環(huán)網(wǎng)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。.工作單位bjie供電局年齡。..職稱.。.1、發(fā)電(能源)［]2、輸電[］項3、變電一次［］4、配電一次[]目5、電力建設(shè)[]6系統(tǒng)運行[]分7、繼保自動化［］8、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)[］類9、通信及信息技術(shù)［]10、計量營銷[］11、智能電網(wǎng)新技術(shù)［]12、綜合研究[］項目起2013年4月至12月止時間項目摘

申請經(jīng)費總額智能化電網(wǎng)的一個重要基礎(chǔ)是先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)電網(wǎng)中關(guān)鍵元件的溫度是系統(tǒng)的重要參數(shù)之一。高壓設(shè)備及連接點在長期運行過程中，會因各種原因至使溫度不斷升高而最終釀成事故.前針對高壓設(shè)備運行溫度的測量方法有蠟片測溫技術(shù)外測溫技術(shù)以及光纖光柵測溫技術(shù)等這幾種產(chǎn)品均存在著不同方面的缺陷。針對這種現(xiàn)狀,我公司研制開發(fā)了高壓設(shè)備及連接點溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。本產(chǎn)品就是為測量電網(wǎng)中關(guān)鍵元件的溫度而設(shè)計的一種新型溫度傳感器溫度傳感器采用直接接觸式測量，測量準(zhǔn)確可靠，監(jiān)測到的溫度數(shù)據(jù)再以射頻方式傳送到溫度監(jiān)測儀.度監(jiān)測儀再將溫度數(shù)據(jù)上傳至主控室或電力局的各級調(diào)度中心終形成一個覆蓋全系統(tǒng)的溫度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò).為電力系統(tǒng)運人員和規(guī)劃人員提供必要的數(shù)據(jù)支持。3

申請單位意見：（公章）

年

月

日總部部門、直屬機構(gòu)、分子公司意見:(公章)

年

月

日項目分與計劃進(jìn)度排1、項目相關(guān)單位及具體分工單

位

具

體

分

工bjie電局城區(qū)供分局北京國力成科技有公司

選擇合適的線路及環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行安裝安裝完成后,對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測對溫度監(jiān)測儀的報警準(zhǔn)確率進(jìn)行統(tǒng)計項目方案設(shè)計與開發(fā)主站軟件平臺的開發(fā)溫度傳感器及溫度監(jiān)測儀的生產(chǎn)協(xié)助設(shè)備安裝與調(diào)試2、計劃進(jìn)度安排任務(wù)名稱

開始時間

完成時間

主要內(nèi)容及交付項項目方案設(shè)計與開發(fā)主站軟件平臺的開發(fā)溫度傳感器及溫度監(jiān)測儀的生產(chǎn)

2013年4月2013年4月2013年4月2013年4月2013年5月2013年6月

設(shè)計方案并討論建立主站系統(tǒng)根據(jù)方案生產(chǎn)設(shè)備4

選擇合適的線路及地點進(jìn)行安裝對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)

2013年6月2013年9月

在線路上進(jìn)行安裝測及溫度監(jiān)測儀準(zhǔn)確率進(jìn)行統(tǒng)計

2013年9月年12月進(jìn)行在線應(yīng)用項目組人員情況序號

姓

名

年齡

職稱、職務(wù)

工

作

單

位

任務(wù)分工1234567

。.。..。...。。.。

總負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)具體項目負(fù)責(zé)選擇線路點選擇線路點負(fù)責(zé)安裝及監(jiān)控5

896

一、目的和意義智能配電Distribution智能電網(wǎng)(Smart中配電網(wǎng)部分的內(nèi)容，與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)相,要求具有更高的安全性、更高的電能質(zhì)量以及對故障的預(yù)判能力.隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，社會對供電可靠性也提出了更高的要求，電力用戶用電的依賴性越來越強，供電的可靠性及電能質(zhì)量成為配電網(wǎng)的工作重點之一。隨著社會用電量的日益增,承載著大負(fù)荷輸送任務(wù)的高壓電氣設(shè)備如變壓器、互感器、高壓開關(guān)柜、刀閘開關(guān)等電力負(fù)載也在迅速增.電網(wǎng)中眾多高壓電氣設(shè)備本身、設(shè)備之間的聯(lián)接點是電力輸送最薄弱環(huán),這個薄弱環(huán)節(jié)的實質(zhì)問題就是聯(lián)接點發(fā)熱。隨著負(fù)荷的增大，導(dǎo)致聯(lián)接點發(fā)熱并形成惡性循:溫升、膨脹、收縮、氧化、電阻增大、再度升溫直至釀成事.據(jù)國家電力安全事故通報統(tǒng)計，我國每年僅發(fā)生在變電站、開閉所的電力事故，有由高壓電氣設(shè)備和電力線接點過熱所致。而溫度升高造成的爆炸或火災(zāi)不僅帶來了經(jīng)濟損失甚至危及人身安全。因此監(jiān)測設(shè)備和電纜線接點的溫度是非常必要的。二、項目研究的背景長期以來，高壓設(shè)備的聯(lián)接點運行溫度很難實時在線監(jiān)測，這是因為這些部位都具有裸露高壓，還有的是密閉空間，通常的溫度測量方法因無法解決高壓絕緣問題而無法使用.高壓環(huán)境下溫度測量的常用方法有以下幾種蠟片測溫技術(shù)：測溫石蠟片的顏色隨溫度的變化而變化，根據(jù)其顏色即可判斷被測溫度，目前應(yīng)用比較普遍。優(yōu)點是簡單，成本低廉。缺點是準(zhǔn)確度低、可靠性因為完全憑個7

人經(jīng)驗來判斷溫度，不能進(jìn)行定量測不能實現(xiàn)實時在線監(jiān)測且，對高壓柜內(nèi)斷路器觸頭、電纜接頭等易發(fā)熱而運行時不可見部位無法測量。熱紅外測溫技術(shù):包括紅外測溫槍，遠(yuǎn)紅外成像儀等屬非接觸式測溫。優(yōu)點是測量范圍大，準(zhǔn)確度較高，可靠性較好。缺點是設(shè)備昂貴。且需大量人力進(jìn)行定期巡,無法實現(xiàn)溫度的實時在線監(jiān)測。而且目前大量使用的手車式開關(guān)柜內(nèi)部的斷路器動靜觸頭等設(shè)備的位置隱蔽，紅外測溫儀已無法進(jìn)行測溫。另外紅外測溫儀必需避開太陽光的背景干擾，一般需在夜間或陰雨天測量。光纖光柵測溫技術(shù):用光柵片作為溫度傳感器，粘貼在被測點的表面，測溫儀（光譜分析儀）與溫度傳感器間用光纖連接。它是利用反射波波長與溫度的線性關(guān)系來實現(xiàn)溫度的測.缺點是光纖易折斷、不耐高溫。雖然光纖本身是絕緣的，但在積累灰塵后，尤其在潮濕環(huán)境下易使絕緣性能降低，導(dǎo)致光纖沿面放電。這將嚴(yán)重影響運行安.且安裝調(diào)試工作量大，造價高（一臺光譜分析儀的價格在十萬以上）不適合點少的工程應(yīng)用。電子元件式測溫技術(shù):使用電子測溫元件實現(xiàn)溫度測量。將溫度傳感器緊貼在被測點上，測溫準(zhǔn)確度高速度快.容易實現(xiàn)溫度的實時在線監(jiān)測.溫度傳感器到測溫儀的數(shù)據(jù)傳輸方式可分為光纖傳輸和無線傳輸兩種.無線傳輸方式又可分為紅外傳輸射頻技術(shù)、2的zigbee頻技術(shù).紅外傳輸方式對安裝環(huán)境有嚴(yán)格的要求，安裝調(diào)試不方便，怕震動，怕灰塵。項目研究的技術(shù)關(guān)鍵與難點在于無線組網(wǎng)技術(shù)溫度傳感器采用鋰電池取電和低8

功耗的處理.項目申請單位具備的研究基礎(chǔ)和條件北京國電力成科技有限公司，是集科研開發(fā)、工程技術(shù)、產(chǎn)品制造、銷售、工程設(shè)計于一體的高新科技企業(yè)。公司致力于高新技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，在結(jié)合自身開發(fā)實力的基礎(chǔ)上，技術(shù)以華北電力大學(xué)科研人員為后盾，將電力、計算機、自動控制、通訊網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代最先進(jìn)的多學(xué)科理論和技術(shù)集中應(yīng)用，開發(fā)研制各種電氣自動化裝置、繼電保護(hù)設(shè)備、監(jiān)測、檢測設(shè)產(chǎn)品在國內(nèi)處于先進(jìn)水平，主要面向電力、礦山、冶金、化工、石油、煤炭等系統(tǒng)的各種類型變電站.公司擁有一支富有開拓、進(jìn)取精神的年輕隊,公司追求一種新型現(xiàn)代高效的管理理念，充分發(fā)揮科研人員的才智和聯(lián)合優(yōu)勢。開發(fā)研制高新技術(shù)產(chǎn),為電力系統(tǒng)提供最先進(jìn)的最可靠的產(chǎn)品，為電力系統(tǒng)的安全、可靠運行做貢獻(xiàn)。三、項目研究內(nèi)容、技術(shù)路線與實施方案1、項目研究內(nèi)容主要研內(nèi)容9

1

主要技內(nèi)容1.1溫度傳感器采用先進(jìn)的ZigBee射頻技術(shù)傳輸溫度數(shù)據(jù)。理想地實現(xiàn)了一次高壓設(shè)備和二次測量裝置的電氣隔離.真正實現(xiàn)了高壓開關(guān)運行溫度的實時在線監(jiān)測.這是現(xiàn)有的同類產(chǎn)品無法實現(xiàn)的.ZigBee技術(shù)是2006年才完善推出的專用于傳感控制應(yīng)用的射頻技術(shù)。1.2通過internet和GPRS網(wǎng)組成覆蓋局系統(tǒng)內(nèi)所有高壓設(shè)備及連接點的溫度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。組網(wǎng)也是智能電網(wǎng)的一個發(fā)展方向。1.3超低功耗的硬件設(shè)計加智能的軟件控制，把電池的功用發(fā)揮到極致。使溫度傳感器有最長的使用壽命，使用壽命長達(dá)5.1從軟件,硬件到結(jié)構(gòu)的防電磁干擾設(shè)計能夠滿足高電壓大電流的應(yīng)用場合。2

主要技難點2微功率無線組網(wǎng)技術(shù)：微功率無線組網(wǎng)技術(shù)是環(huán)網(wǎng)柜電纜接點在線測溫的核心技術(shù)之一,是業(yè)內(nèi)首次應(yīng)用。配網(wǎng)入地電纜線路的特定工作環(huán)境,給無線組網(wǎng)帶來較多的技術(shù)難題.溫度傳感器安裝在10kV關(guān)接點、母線排接點和電纜頭接點上的，需要與二次測量裝置的電氣隔離。確保人員、設(shè)備的安全和供電系統(tǒng)的可靠性。溫度傳感器與二次測量裝置之間通信采用無線傳輸方式感器采用鋰電池取電有一定的使用壽命，而無線通信時功耗較大，需進(jìn)行低功耗處理。因此低功耗設(shè)計是無線組網(wǎng)的難點之一;線路長、環(huán)網(wǎng)柜安裝分散，對無線網(wǎng)絡(luò)的路由和通信管理要求高;線路所經(jīng)環(huán)境惡劣復(fù)雜，有各種強電磁場干擾和建筑遮擋。要求無線通信有效防止干擾和信號阻隔，實現(xiàn)可靠通信。10

2.2電池供電技術(shù)：超低功耗的硬件設(shè)計加智能的軟件控制,把電池的功用發(fā)揮到極致傳感器有最長的使用壽命，使用壽命長達(dá)5。2、技術(shù)研發(fā)路線基于數(shù)字式溫度傳感器，結(jié)合微功率無線通信技術(shù)，設(shè)計開發(fā)適合配網(wǎng)應(yīng)用的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，技術(shù)路線如下：本系統(tǒng)按功能可分為4部分度傳感器、接收裝置和后臺軟件系統(tǒng)。溫度傳感器主要由測溫芯片RF射模塊，控制部分和電池組成。完成溫度測量以及將測量數(shù)據(jù)發(fā)送給接收裝置的功能。接收裝置主要由RF收模塊,液顯示和控制部分組成.完成測量數(shù)據(jù)的接收并顯示以及數(shù)據(jù)上傳功能。最后通過GPRSinternet網(wǎng)組成一個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)將所測量數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析處.3、理論研究?于ZigBee射頻技術(shù)在溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的理論研;?internet無線組網(wǎng)技術(shù)在溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的理論研究；4、現(xiàn)場試驗11

2012第度，預(yù)計在bjie供電局10kV錦西線、燈火線等片區(qū)的相關(guān)線路建設(shè)現(xiàn)場試驗基地，并進(jìn)行現(xiàn)場實驗與驗收。在主干線、主要分支、重點分支安裝溫度傳感器，建設(shè)配網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)以下主要功能:系統(tǒng)主站在基于溫度監(jiān)測系統(tǒng)上以顯示整個線路圖度傳感器在線路中的具體位置。溫度越限后可發(fā)出報警，顯示故障位置，幫助調(diào)度員進(jìn)行快速故障定位，并對故障及時處理；5、理論研究和試驗內(nèi)容與項目總目標(biāo)的因果關(guān)系基于無線傳輸?shù)臏囟缺O(jiān)測理論研究，可以在節(jié)省大量人力物力的基礎(chǔ)上，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)判溫度故障點。微功率無線組網(wǎng)技術(shù)在溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的理論研究與應(yīng)用，能減少GPRS采集終端的數(shù)量,從而達(dá)到降低設(shè)備投資成本，降低通信費用的目標(biāo)。6、外委的工作內(nèi)容和工作量無外委合作內(nèi)容.7、需要國際合作，要寫明與外方的合作方式、知識產(chǎn)權(quán)和成果分享的初步方案，及以前的工作聯(lián)系無國際合作內(nèi)容。8、對于裝置、設(shè)備開發(fā)的項目，要提出裝置或設(shè)備的開發(fā)計劃及設(shè)計方案。設(shè)計方案如下：溫度傳感器原理圖12

接收裝置原理圖無線測溫開發(fā)計劃如下:任務(wù)項

起始～~載止

備注13

立項及評審階段開發(fā)（預(yù)研）階段樣機測試階段小批試生產(chǎn)階段試掛階段四、預(yù)期目標(biāo)和成果形式1.預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)預(yù)期目及創(chuàng)新點1、預(yù)期目標(biāo)?無線組網(wǎng)技術(shù)在溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的實現(xiàn).2、創(chuàng)新點?無線組網(wǎng)技術(shù)在配電環(huán)網(wǎng)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用屬于業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。主要技經(jīng)濟指標(biāo)1。經(jīng)濟效益投入溫度監(jiān)測系統(tǒng)后，首先可以實現(xiàn)對設(shè)備及連接點運行溫度的實時監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，安排檢修避免故障發(fā)生；其次，在故障發(fā)生后，能實現(xiàn)故障信息的實時傳輸和故障準(zhǔn)確定位，提高故障檢修效率，增加線路運行的可靠性,低線路運營成本。2.社會效益提高供電可靠率、減少客戶停電時間，不僅關(guān)系到電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展問題，還關(guān)系到各行各業(yè)的發(fā)展，關(guān)系到社會的和諧穩(wěn)定。故障定位系統(tǒng)的應(yīng)用，通過對電網(wǎng)的實時監(jiān)視,一旦發(fā)現(xiàn)故障隱患，使運行、維修人員能迅速到達(dá)故障點，及時排除故障，從而大大減少客戶停電時間，滿足客戶可靠用電需求，提高供電可靠性及客戶的用電滿意度，實現(xiàn)了供電服務(wù)過程監(jiān)控，提升了電力企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)品牌.度監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用與電力企業(yè)的故障急修、搶修等服務(wù)結(jié)合，實現(xiàn)供電故障的快速處理與恢復(fù)有助形成以服務(wù)體系為中心,各方聯(lián)動的優(yōu)質(zhì)服務(wù)新體制,真正做到客戶滿意用電，推動企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)工作向深度和廣度發(fā)展。14

2.研究成果提供的終成果含最終成果形式及成果驗收標(biāo)準(zhǔn)）最終成形式：1成果（級別、數(shù)科技進(jìn)步獎，項2項目最終形成的準(zhǔn)(別、數(shù)量項目形成帶大容量超級電容的配變監(jiān)測終端新標(biāo)準(zhǔn)。3項目形成的論文級別、量)項目形成論文

篇4項目形成的專利級別、量）項目形成實用新型專利1項。5項目建設(shè)過程中人才培說明:通過項目建,培養(yǎng)一批電力故障搶修的業(yè)務(wù)骨干。他們能通過運用溫度監(jiān)測系統(tǒng)，對電網(wǎng)的實時監(jiān)視，能迅速找出故障,并及時排除故障,從而大大減少客戶停電時間，滿足客戶可靠用電需求，提高供電可靠性及客戶的用電滿意度。6成果驗收標(biāo)準(zhǔn)按照本任務(wù)的“技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)”和最終成果形式"驗收。五、配套科技應(yīng)用示范項目落實情況六、項目經(jīng)費預(yù)算

單位：萬元合計2011年2012年20××年研發(fā)費用資本性支出項目總經(jīng)費預(yù)算支出科目一、研發(fā)費用總計1、人工費2、設(shè)備費（1）購置設(shè)備費（2)試制設(shè)備費（3）現(xiàn)有儀器設(shè)備使用費(4)軟件購置費

金額（萬元)

備注15

研發(fā)費用

3、材料費4、測試化驗加工費5、燃料動力費6、差旅費7、會議費8、國際合作與交流費9、出版印刷//息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費10、技術(shù)培訓(xùn)費11、勞務(wù)費12、專家咨詢費13、管理費二、資本性支出總計資本性支出

1、設(shè)備購置費2、安裝工程費3、其它費用總計其中外委費16

八、費細(xì)明1、設(shè)備購置費23元，此項經(jīng)費主要用于購買項目核心裝,具體分配見下表：序號

名稱

型號

數(shù)量

單價

金額（