高压电力电缆实时在线监测主站系统应用研究

　　【摘要】高压电力电缆实时在线监测主站系统是以电网运行状态智能监测、故障分析和故障排除为目的，系统集成环境与设备监控系统、预警与报警系统、地理信息系统和统一台账管理信息系统组成，针对220kV、66kV及lOkV电缆线路进行状态实时检测，系统建立基于物联网、三维可视化、智能传感器等技术、促进电力电缆的智能化转型，实现对电力电缆的基础数据及动态信息共享、资源整合、精准管控及智能决策等，从而为电力电缆智能化管理提供有效支撑。使得电网及相关配套设施隐患旱知道、早发现、早处理，减少事故发生。

　　【关键词】电力电缆;实时;在线监测;主站系统

　　1主站系统目标和意义

　　高压电力电缆作为电网系统的“大动脉”枢纽，担负着部署区域的供电任务，其能够安全运行直接关系到国家经济发展和民生发展，所以有效的保证高压电力电缆的安全、可靠、稳定运行，实现对对电力电缆的智能化管理，提高电网系统的工作效率具有十分重要的意义。

　　为了解决高压电力电缆的安全隐患问题，使用可行的故障检测手段，保证电缆安全运行，已经引起国网部门的密切关注。电缆监测智能化手段对传统的管理方式提出诸多挑战，要求并促使整合拓展原有监控系统，构建综合性的在线监测主站系统具有重要的意义。电缆在线监测主站系统是保障电力电缆安全运行有力保证，它通过使用先进的通信手段，并结合物联网和大数据分析技术，不断地提升着电力电缆运行能力监管水平，尤其在电缆温度实时、环境气体、视频监控等方面发挥着统一管理的作用。

　　2主站系统设计原则

　　为确保系统的实施成功与可持续发展，应该遵循“规范统一，技术先进，稳定性和高可靠性，可扩展性好，开放性和标准化”等原则。

　　2.1规范统一

　　统一的设计原则和规范，系统参考国家电网《集中监控中心主站监控系统技术及功能规范》说明进行设计，为适应国网公司生产运行精益化管理需要，满足变电站集中监控标准化建设对技术支持体系的需要，主站系统开发和设计遵循规范统一。

　　2.2技术先进性

　　主站系统设计兼顾当前和未来需求，并结合物联网、三维可视化以及光纤传感技术，从而促进电力电缆监控的智能化集成，系统在国内领域处于领先水平。

　　2.3稳定性和高可靠性

　　主站系统设计充分考虑软件架构设计和数据架构设计，通过有效地集成智能传感器、采集终端、网络通信技术，实现系统的系统的稳定性和可靠性。

　　2.4可扩展性

　　主站系统设计保证当前数据要求外，也要考虑将来的系统扩容、功能扩容和结构上易于扩展，应对需求变化。

　　2.5开放性和标准化

　　主站系统具有统一的对外接口，如IEC一104规约、IEC一61850规约等，从而应对来自第三方系统或者设备的接入。

　　3主站系统总体架构

　　在线监测系统在高压电缆监测中应用较为广泛，通过传感器采集数据，将现场情况实时直观地展现在维护人员面前，无需人员去现场就可以掌握第一手现场情况报告，大大提升了高压电缆维护和管理的效率。在线监测系统通过现场传回的实时数据，实时分析和及时预警、告警，给高压电缆的监测带来了数字化、流程化、实时化的方便。

　　根据系统架构各个监测数据采集系统将数据通过104规约制定的数据规则上传至主站系统，以主站总览监控的角度对数据进行展示、处理、分析和调度，实现主站平台统一管理的目的。主站系统平台可以分为如下几层：

　　应用层：主要用于系统管理和数据展示以及数据分析和应用，展示形式可以通过三维、GIS和组态方式等。

　　平台层提供应用层使用的后台服务，如GIS地图服务，Grafana大屏数据展示服务，以及Unity组态服务等。

　　Postgresql数据库层：该数据库具有强大的数据存储能力，较为灵活，有效的应对实时数据和历史数据的长期存储。

　　外部数据接入层：提供各个采集终端设备数据接入，接入方式通过标准的通信协议和规约实现设备状态、故障信息、报警信息等数据接入平台。

　　电缆本体温度可以通过光纤传感技术实现监测，即在电缆上布上无源、抗电磁干扰的光纤，以光纤作为感温介质和传输通道将整个沿线的电缆的温度传回监控平台系统，通过观察光纤传回的温度曲线，及时发现温度升高位置，结合其他传感设备，定位故障点，及时解除警情，有效控制事故的发生』。

　　4主站系统特点

　　4.1主站系统功能高压电力电缆实时在线监测主站系统功能总结如下：

　　(1)环境监测功能，实时监测电缆隧道内的温湿度、有害气体等环境参数;

　　(2)电缆本体温度监测功能，通过DTS(分布式感温探测仪)，利用光线传感技术对电缆本体温度进行监测;

　　(3)视频监控功能，对电缆隧道防火门，出入口，电缆接头等重点位置进行视频监控，实时查看监测点视频信息;

　　(4)防入侵检测功能，通过智能电子井盖来监控隧道出入口和井盖出口位置;