電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)

摘 要

隨著電力需求的不斷增加，在電力電纜運(yùn)行過(guò)程中綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有重要作用。電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將電網(wǎng)一次設(shè)備有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，大大降低了一次設(shè)備的監(jiān)控成本，未來(lái)電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展有很大市場(chǎng)前景，能夠?yàn)槲覈?guó)電網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)明顯效益。因此，本文基于B/S軟件架構(gòu)，對(duì)電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)、工作流以及功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關(guān)鍵詞】電力電纜 監(jiān)控系統(tǒng) B/S 設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展，國(guó)家開(kāi)始重視電力電纜的設(shè)計(jì)，在電力電纜維護(hù)管理方面，綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有重要意義。在電力電纜設(shè)計(jì)中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)起到的作用是有效監(jiān)控一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。研究得知，以往綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)一次設(shè)備的監(jiān)控采用的有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，缺點(diǎn)是布線難、成本高、維護(hù)困難，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用將對(duì)一次設(shè)備的監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)，采用無(wú)線監(jiān)控技術(shù)，有效提高了監(jiān)控效率。

1 電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)組成

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，分別為：前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。系統(tǒng)圖如圖1所示。

1.2 工作原理

前端系統(tǒng)攝像頭將采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬線纜傳輸?shù)揭曨l編碼服務(wù)器中，信號(hào)在視頻編碼服務(wù)器中經(jīng)過(guò)編碼和壓縮之后，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，傳輸至監(jiān)控中心系統(tǒng)。

2 電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 前端系統(tǒng)

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的前端系統(tǒng)，主要是由三個(gè)部分組成，網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器、信號(hào)采集攝像機(jī)和云臺(tái)，主要作用是對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)控。前端系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)采集攝像機(jī)采集模擬信號(hào)，再將模擬信號(hào)傳輸至網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器中，模擬信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器中會(huì)被壓縮和編碼處理，然后輸出數(shù)字信號(hào)。通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，電力部門(mén)將數(shù)字信號(hào)傳輸至監(jiān)控管理中心，監(jiān)控管理中心將數(shù)字信號(hào)解壓得到視頻信號(hào)，并且通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換在顯示屏進(jìn)行播放。

2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)系統(tǒng)采用是光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的組成部分是不同類(lèi)型的網(wǎng)元設(shè)備，組成載體是光纜路線。光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)通過(guò)這些不同類(lèi)型的網(wǎng)元設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，比如：同步復(fù)用、交叉連接和網(wǎng)絡(luò)故障自檢、自愈等。長(zhǎng)距離傳輸會(huì)使得光信號(hào)在傳輸過(guò)程中受到影響，但是光同步傳輸網(wǎng)絡(luò)的自愈功能可以對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大和整形處理，得到質(zhì)量較高的光信號(hào)。如果光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)傳輸通道出現(xiàn)故障時(shí)，交叉連接功能可以有效保護(hù)復(fù)接段的通道，并且將信號(hào)接入保護(hù)通道。

2.3 監(jiān)控中心系統(tǒng)

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)是由三個(gè)部分組成，分別為監(jiān)控客戶終端、監(jiān)控管理系統(tǒng)和圖像監(jiān)控服務(wù)器。遠(yuǎn)端和近端現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的管理，由監(jiān)控中心負(fù)責(zé)，為了確保還原后的信號(hào)能夠準(zhǔn)確傳輸至主控計(jì)算機(jī)中。主控計(jì)算機(jī)接收到還原信號(hào)后會(huì)在屏幕上顯示相應(yīng)的圖像，并且自動(dòng)詳細(xì)記錄下監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀表的運(yùn)行情況，此時(shí)，監(jiān)控中心的外置大屏幕會(huì)與主控計(jì)算機(jī)屏幕顯示同樣的圖像信息。監(jiān)控中心系統(tǒng)能夠隨意切換和控制前端系統(tǒng)的信號(hào)采集攝像機(jī)，一旦現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況，前端系統(tǒng)攝像頭會(huì)在聯(lián)動(dòng)機(jī)制的作用下自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，并且將攝像頭對(duì)準(zhǔn)緊急情況發(fā)生區(qū)域，自動(dòng)錄像并進(jìn)行光盤(pán)刻錄。

3 可靠性及關(guān)鍵技術(shù)的評(píng)價(jià)

3.1 可靠性

該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，具有分布式特點(diǎn)，業(yè)務(wù)擴(kuò)展及維護(hù)簡(jiǎn)單，具有良好的共享性。開(kāi)發(fā)語(yǔ)言采用成熟的JAVA編程語(yǔ)言，數(shù)據(jù)庫(kù)采用企業(yè)版SQL Server 2008，此外，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行是監(jiān)控工作的有利保障。電力電纜中繼電保護(hù)系統(tǒng)是維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作的最后保護(hù)關(guān)口，因此，它需要具有極高的安全性和可靠性。這就要求在設(shè)計(jì)電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)程中，將繼電保護(hù)系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)分離，確保兩者的獨(dú)立性，嚴(yán)禁繼電保護(hù)系統(tǒng)的控制回路與綜合監(jiān)控系統(tǒng)相連，從而有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將過(guò)去監(jiān)測(cè)一次設(shè)備的有線網(wǎng)絡(luò)替換成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有較好的靈活性，能夠在監(jiān)測(cè)區(qū)域合理布置節(jié)點(diǎn)，方便實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)，徹底消除了有線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)布線難的問(wèn)題，并且有效降低了電力電纜一次設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)成本和工作復(fù)雜程度。

4 總結(jié)

綜上所述，電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠大大提高輸電線路故障監(jiān)測(cè)效率，具有顯著效益。電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，因此，電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)與衛(wèi)星通信技術(shù)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)不同區(qū)域的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的無(wú)線在線監(jiān)控，以便在地方電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)得到技術(shù)服務(wù)支持，及時(shí)消除電網(wǎng)故障，確保各地電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介

耿芳遠(yuǎn)（1974-），男。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)供職于山東科華電力技術(shù)有限公司，從事電力自動(dòng)化方向的研究。

作者單位

山東科華電力技術(shù)有限公司 山東省濟(jì)南市 250101