高压电缆线路智能监测系统的整体方案

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1、高压电缆线路智能监测系统的整体方案（国家电网杭州供电公司310000）摘要：电力电缆由于其导电线芯外包裹有若干护层保护，且敷设于地下长年处于较为封闭的空间环境中，受外界因素影响小，所以相比架空线路而言故障率低。但其敷设过程也要比架空线路复杂精细的多，许多工艺瑕疵都容易引起线路木体及附件的绝缘损伤，并逐渐发展为故障。一旦发牛故障，其故障位置、类型非常复杂，高阻、闪络性故障可达90%o我国城市配电网分布范围广、运行方式多样、接线复杂多分枝，线路的管理维护工作量很大，而且由于采用中性点非有效接地方式，故障后信号特

2、征微弱，巡测繁琐，耗费了大量人力物力，严重影响了供电可靠性。为满足日趋增长的用电需求，节省城市空间，许多城市开始进行配电线路电缆下地改造。对数量众多的电力电缆线路进行综合运行状态监测,并实现故障的在线定位成为提高供电可靠性的必然趋势。关键字：高压电缆；线路；智能检测系统；整体方案1.系统功能需求和总体结构随着经济的发展和人民牛活水平的提高，社会对供电可靠性也提出了更高的要求，电力用户对电的依赖性越来越强，供电的可靠性及电能质量成为配电网的工作重点之一。城市配电网供电线路距离远，分支多，结构复杂，供电压力大。

3、对数量众多的高压电缆线路进行综合运行状态监测，故障时快速定位故障位置,隔离故障区域，可以有效提高供电可靠性。高压电缆线路智能监测系统结构如图2-1所示。图2-1高压电缆线路智能监测系统结构图系统釆用分布式结构，由分布于电缆线路首末端点和各个环网柜、电缆分接箱的综合监测终端以及位于变电站的系统主站构成。综合监测终端集成电缆接头温度监测元件、箱内湿度监测元件、线路负荷监测元件，三者的测量数据由数据采集卡采样后通过GPS同步吋钟打入绝对吋标，经无线通信模块上传至主站。系统主站硬件由工控机、GPS同步吋钟、大容量硬

4、盘阵列以及无线通信终端组成。主站通信终端接收各点上传信号后，存入后台数据库。监测程序实时比对最新上传的温湿度、电流信息，越限吋自动报警。故障发生后，自动计算故障区段，并图形化显示，给出测距监测点选项供用户选择，计算故障距离。2.系统主站的结构功能根据城市配电网运行对综合智能监测的需求，对主站的功能进行细化设计。系统主站的主要功能模块包括通信模块、线路信息数据库、逻辑判别模块、暂态波形数据处理模块。主站的功能结构如图2-2所示。图2-2主站功能结构2.1通信模块线路正常运行时，主站通信模块负责接收各个监测终端

5、自行上传的低采样率实时运行状态监测信息，包括各电缆接头温度、各箱体湿度、负荷电流值。线路岀现故障时，通过与保护装置的接口获得保护动作的开关量，由开关量信号启动测距通信模式，利用主站安装的GPS吋钟，将指令标定绝对吋刻后向监测终端发出，召唤各监测终端上传高采样率的暂态波形数据。为了降低系统投资，除位于变电站内的监测终端与主站间采用有线通信方式外，其余监测终端均可采用无线通信方式。可以选择主站与各个监测终端独立组建无线网络也可以选择租用各大通信运营商的公网进行通信。2.2线路信息数据库线路信息数据库以线路节点为

6、索引，正常运行吋，存储线路及线路上环网柜、分接箱、箱式变的技术数据、运行标准和运行状态历史数据。故障后，存储各采集测量终端上传的人量故障暂态信号，提供给数据处理模块和逻辑判别模块调用。按照数据更新频度可以分为以下三个部分：(1)静态数据库静态数据库中主要存储电缆线路的原始配置参数，该数据库中的数据除非线路配置作了改变，否则一般不予改动。线路原始参数包含了线路中各元件的名称、电气参数、运行状态标准、装置的配置、线路的拓扑结构，以及各种运行方式信息等。(1)实吋数据库实时数据库采用多线程方法，实吋刷新存储所包含

7、的信息。其中存储的信息主要包括各电缆接头温度监测信息、箱内湿度监测信息、负荷信息、故障录波信息等。前面三种监测数据提供给逻辑判别模块实时调用，而后存入历史数据库。故障录波信息提供给暂态波形处理模块进行运算，当故障测距结束后，及时将录波信息存入历史数据库中备份。(2)历史数据库历史数据库实现对实时数据库中信息的备份，并可实现对各监测终端监测历史数据的查询以及以往故障录波波形的调取。历史数据库的查询、维护、报表输出等功能可以方便运行人员的数据查询和统计，具有管理权限的用户还可对数据库进行修改、删除、导入等操作。

8、历史数据库的查询满足吋间、线路区段、设备型号、故障类型等约束条件。2.3逻辑判别模块线路正常运行时，通过各终端上传的数据计算负荷电流,还原温湿度监测值，判别各点信息是否符合正常运行标准并输岀监测结果。当监测量逼近预警阙值时,像运行人员发出告警消息指示告警设备位置信息。故障状态下，通过数据接口获得变电站保护开关量，保护动作吋启动故障测距状态。检查各个测量终端数据是否上传完整、可用。利用波形处理后得到的信息，判别故障