电力电缆故障在线监测及预警系统的研究

随着我国电网的不断发展,电力电缆在电力系统中的应用越来越广泛,尤其在城市输配电系统中的使用发展迅速,维护电力电缆安全稳定的运行是保证供电可靠性的一个重要环节。电力电缆在长期的运行过程中,会因为电磁、机械、发热、环境腐蚀等多方面原因而产生绝缘老化与损坏的现象,减少电缆的使用寿命,影响电力电缆安全可靠的运行,严重时会引起电网大面积停电,对居民生活和工业生产造成严重的损失。由于电力电缆多数敷设在地下电缆井内,对电缆定期的巡检需要投入大量人力和物力,而且很难及时发现电缆的安全隐患。为了及时了解电缆的运行状态,保障电缆的安全运行,对电力电缆进行故障在线监测有重要的研究意义。本文以安徽省供电公司汤和变电站的一段110KV XLPE电缆监测项目为项目背景,设计了一套基于控制终端、工业以太环网、监控终端的电力电缆故障在线监测及预警系统,全文的主要内容包括：通过分析比较国内外电力电缆监测的现存方法,并联系项目的实际需求以及现场的施工情况,选择了电缆护层接地电流、电缆接头处温度和环境参数作为故障在线监测的主要对象；为了对电缆运行时的相关信息进行在线监测,设计了基于现场终端设备和各类传感器的信号采集及传输子系统,通过程序编程实现了前端数据的采集装置与监控终端工控机的以太网通讯,将前端电缆的各类运行状态信息,传输到变电站；接着利用TC35通讯模块设计了监测系统的故障预警子模块,当监测到故障时,会将预警信息通过手机短消息的方式,发送到集中调控中心或相关维护人员的手机终端,实现了故障及时预警。在监控终端工控机上设计了电力电缆故障在线监测的程序软件,通过图形界面显示电缆运行时的反映电缆的运行状态的各类实时数据。并对采集的数据建立数据库管理,将电缆相关的历史数据备份保存。监控软件中对采集的监测数据进行处理分析,诊断电缆的绝缘状态,为电力电缆的安全运行提供了可靠的数据支撑。本文最终实现了一套完整的包含现场控制终端、各类信号采集传感器、工业以太环网和GSM报警硬件装置,配合监测终端软件和监测数据挖掘分析的电力电缆故障在线监测及预警系统。系统在变电站投入运行以来,性能稳定,有效的保障了电力电缆的安全运行。