電網(wǎng)配電電纜運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用

周寧

關(guān)鍵詞：綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng);配電電纜線路;運(yùn)行監(jiān)測(cè);故障定位

1.電纜運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

國(guó)內(nèi)許多廠家在電纜故障在線監(jiān)測(cè)方面做了許多嘗試。我們熟悉的是基于GPRS和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)方法。本系統(tǒng)采用GPRS無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接。并且實(shí)時(shí)向服務(wù)器發(fā)送所收集的信息。應(yīng)用ASP設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件，NET被構(gòu)建在B/S模式的LAN中。在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)Web服務(wù)器，不僅可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)瀏覽，還可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)等功能。雖然此法對(duì)電纜線路的運(yùn)行檢驗(yàn)起到了一定的輔助作用，但尚未突破服務(wù)模式，技術(shù)水平還比較低，許多問(wèn)題亟待解決。首先，以上基于GPRS和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只能對(duì)分散的配電線路數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，缺乏將配網(wǎng)線路與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的能力，即缺乏大規(guī)模配電網(wǎng)線路和設(shè)備。第二，從這些遠(yuǎn)距離配網(wǎng)線路和設(shè)備上獲得的數(shù)據(jù)都是極其復(fù)雜的數(shù)據(jù)。除硬件系統(tǒng)要求較高外，更需要處理軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);尤其要與各種設(shè)備和數(shù)據(jù)兼容，要統(tǒng)一通信協(xié)議和數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享能力，避免重復(fù)建設(shè)和浪費(fèi)。

2.電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及作用

2.1光纖分布式溫度測(cè)量系統(tǒng)

電力電纜的安全運(yùn)行是供電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。無(wú)論電纜長(zhǎng)期超負(fù)荷，電纜結(jié)構(gòu)失效，絕緣層老化，或外護(hù)套損壞，高溫都是其標(biāo)志之一。作為光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)的主體，分布式光纖測(cè)溫機(jī)承擔(dān)了整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)采集、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)分析、超溫報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?利用拉曼散射、OTDR等技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)與定位。該裝置能準(zhǔn)確地檢測(cè)到電纜沿線各測(cè)點(diǎn)的溫度，實(shí)時(shí)在線，精度高，本質(zhì)安全，無(wú)電磁干擾。

2.2循環(huán)鞘監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電纜的重要部件是金屬層。電通過(guò)電纜芯線時(shí)，在金屬保護(hù)層上形成環(huán)流。外護(hù)套絕緣不良、接地不良、金屬護(hù)套接地不當(dāng)?shù)榷紩?huì)導(dǎo)致護(hù)套循環(huán)異常，對(duì)安全使用電纜構(gòu)成嚴(yán)重威脅。纜索金屬護(hù)套的異常循環(huán)會(huì)造成各種危害，例如引起電纜絕緣局部高溫?fù)p失和發(fā)熱，加速絕緣老化，縮短電纜壽命等，嚴(yán)重時(shí)可能引起直接擊穿和接地故障，護(hù)套損壞并多次接地，直接影響流量，造成大功率損耗;護(hù)套循環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控電纜金屬護(hù)套接地電流，當(dāng)接地電流異常時(shí)，保護(hù)電力電纜安全運(yùn)行。鋼絲繩循環(huán)監(jiān)控單元主要由電流互感器、采集裝置、工控機(jī)及護(hù)套循環(huán)監(jiān)控軟件組成。

2.3線路故障定位系統(tǒng)

光纖電纜故障測(cè)距系統(tǒng)是一種對(duì)工作電壓絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能真實(shí)地反映其絕緣水平。系統(tǒng)根據(jù)大量數(shù)據(jù)和數(shù)模分析標(biāo)準(zhǔn)，判斷絕緣狀態(tài)的變化趨勢(shì)，從變化趨勢(shì)中尋找危險(xiǎn)跡象，綜合判斷檢測(cè)結(jié)果以及電纜運(yùn)行狀態(tài)，利用通信技術(shù)提供實(shí)時(shí)信息。事先向維修人員匯報(bào)，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃維修，避免擴(kuò)大事故范圍和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。它集電力電纜在線監(jiān)測(cè)和早期故障定位指示為一體，預(yù)警精度高，產(chǎn)品性能可靠。操作者可根據(jù)預(yù)警提示和故障點(diǎn)指示提前進(jìn)行維修計(jì)劃，避免突發(fā)電纜故障造成進(jìn)一步損失，提高供電可靠性。

2.4終端塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)

終端塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠可對(duì)電纜終端塔（現(xiàn)場(chǎng)）的重要設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全方位圖像監(jiān)控，使監(jiān)控中心工作人員能清楚地了電纜終端塔（場(chǎng)）的實(shí)際情況，并能及時(shí)、安全、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端場(chǎng)。該系統(tǒng)是在現(xiàn)場(chǎng)安裝室外攝像機(jī)，將視頻信號(hào)通過(guò)光端機(jī)傳送到光纜終端現(xiàn)場(chǎng)的光纖交換機(jī)。光纖交換機(jī)通過(guò)管道通信光纖2芯通道構(gòu)成光纖環(huán)網(wǎng)，通過(guò)光端機(jī)將信號(hào)傳送到硬盤(pán)錄像機(jī)NVR。即時(shí)視頻信號(hào)及歷史回放

3.利用綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決配電電纜線路運(yùn)行監(jiān)測(cè)及故障定位的方法

3.1綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使

配電網(wǎng)中電纜上安多臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備，構(gòu)成一個(gè)綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，配電電纜上的數(shù)據(jù)采集終端將對(duì)不間斷地配電電纜運(yùn)行參數(shù)，對(duì)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和保存參數(shù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)采集終端打包，根據(jù)完成設(shè)置與調(diào)整。此外，綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)配電電纜的綜合監(jiān)控，還需要在配電電纜的適當(dāng)位置安裝傳感器，并在配電線路上為監(jiān)測(cè)設(shè)備配置各種傳感器和觸控開(kāi)關(guān)。而不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)的具體要求，采用視頻方式對(duì)監(jiān)測(cè)和控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控配置各種傳感器。特別需要注意的是，安裝各種設(shè)備時(shí)，應(yīng)采用等電位安裝，以避免運(yùn)行組帶的電纜的電磁干擾。

3.2監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行情況

在利用綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)配電電纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，還要加強(qiáng)對(duì)帶有重要用戶(hù)的電纜線路的監(jiān)測(cè)。對(duì)于這一類(lèi)的電路可以采用分布式光纖溫度傳感器，這種具有測(cè)量距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)、空間定位精度高、傳輸能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)踐中，首先要將測(cè)溫光纖貼在光纖表面，得到配電電纜的表層數(shù)據(jù)后，光纖將其內(nèi)部的電荷進(jìn)行描述，在此基礎(chǔ)上對(duì)其表面溫度的變化進(jìn)行分析，從而得到配電電纜表面溫度的變化規(guī)律。再通過(guò)光纖對(duì)配電電纜進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)配電電纜的實(shí)時(shí)監(jiān)控。目前，這種監(jiān)測(cè)方式在配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控中得到了廣泛的應(yīng)用，這種監(jiān)測(cè)方式能夠記錄到線路運(yùn)行任意時(shí)刻的數(shù)值，并將數(shù)據(jù)自動(dòng)存入計(jì)算機(jī)。另外，通過(guò)設(shè)置多個(gè)報(bào)警點(diǎn)，裝置可根據(jù)環(huán)境和溫度對(duì)報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱預(yù)警，幫助員工及時(shí)處理可能存在的隱患。

3.3查找線路故障

對(duì)線路故障進(jìn)行定位，首先設(shè)置通信終端，用CT出線供電。故障報(bào)警能器幫助故障指示器接收?qǐng)?bào)警信息和監(jiān)測(cè)信息，并向監(jiān)控中心發(fā)送信息。監(jiān)測(cè)中心通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分，使得電纜組可以接受和管理數(shù)據(jù)，并確故障。在系統(tǒng)中顯示出所發(fā)故障，為線路的維護(hù)與維修提供了科學(xué)依據(jù)。并能系統(tǒng)根據(jù)需要將配電電纜的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障信息傳送到GIS中，從而以配電網(wǎng)的合理管理。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，有線輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)人工巡檢、巡檢方式的弊端，使其電力運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定。輸變電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)輸電線路的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除電路故障，對(duì)提高供電質(zhì)量，促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]常彥.我國(guó)商業(yè)建筑智能化集成系統(tǒng)及其節(jié)能效益研究[D].西南交通大學(xué)，2016.