電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研發(fā)

摘 要

隨著電力需求的不斷增加，在電力電纜運行過程中綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有重要作用。電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計，將電網一次設備有線網絡監(jiān)控轉變?yōu)闊o線通信網絡監(jiān)控，大大降低了一次設備的監(jiān)控成本，未來電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展有很大市場前景，能夠為我國電網的發(fā)展帶來明顯效益。因此，本文基于B/S軟件架構，對電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的架構、工作流以及功能進行設計，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關鍵詞】電力電纜 監(jiān)控系統(tǒng) B/S 設計

隨著我國電網的發(fā)展，國家開始重視電力電纜的設計，在電力電纜維護管理方面，綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有重要意義。在電力電纜設計中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)起到的作用是有效監(jiān)控一次設備運行狀態(tài)。研究得知，以往綜合監(jiān)控系統(tǒng)對電網一次設備的監(jiān)控采用的有線網絡技術，缺點是布線難、成本高、維護困難，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計和使用將對一次設備的監(jiān)測轉變?yōu)闊o線網絡，采用無線監(jiān)控技術，有效提高了監(jiān)控效率。

1 電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的架構設計

1.1 系統(tǒng)組成

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)由三個部分組成，分別為：前端系統(tǒng)、網絡傳輸系統(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經過模擬線纜傳輸到視頻編碼服務器中，信號在視頻編碼服務器中經過編碼和壓縮之后，經過網絡傳輸系統(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)的設計

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)，主要是由三個部分組成，網絡視頻編碼器、信號采集攝像機和云臺，主要作用是對重點區(qū)域進行視頻監(jiān)控。前端系統(tǒng)通過信號采集攝像機采集模擬信號，再將模擬信號傳輸至網絡視頻編碼器中，模擬信號在網絡視頻編碼器中會被壓縮和編碼處理，然后輸出數字信號。通過數據通信網絡，電力部門將數字信號傳輸至監(jiān)控管理中心，監(jiān)控管理中心將數字信號解壓得到視頻信號，并且通過信號轉換在顯示屏進行播放。

2.2 網絡傳輸系統(tǒng)

網絡傳統(tǒng)系統(tǒng)采用是光同步數字傳輸網絡。該網絡的組成部分是不同類型的網元設備，組成載體是光纜路線。光同步數字傳輸網絡通過這些不同類型的網元設備，可以實現(xiàn)不同的功能，比如：同步復用、交叉連接和網絡故障自檢、自愈等。長距離傳輸會使得光信號在傳輸過程中受到影響，但是光同步傳輸網絡的自愈功能可以對光信號進行放大和整形處理，得到質量較高的光信號。如果光同步數字傳輸網絡的某個傳輸通道出現(xiàn)故障時，交叉連接功能可以有效保護復接段的通道，并且將信號接入保護通道。

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)控服務器。遠端和近端現(xiàn)場監(jiān)測設備的管理，由監(jiān)控中心負責，為了確保還原后的信號能夠準確傳輸至主控計算機中。主控計算機接收到還原信號后會在屏幕上顯示相應的圖像，并且自動詳細記錄下監(jiān)測設備和儀表的運行情況，此時，監(jiān)控中心的外置大屏幕會與主控計算機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)的信號采集攝像機，一旦現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況，前端系統(tǒng)攝像頭會在聯(lián)動機制的作用下自動發(fā)出聲光報警，并且將攝像頭對準緊急情況發(fā)生區(qū)域，自動錄像并進行光盤刻錄。

3 可靠性及關鍵技術的評價

3.1 可靠性

該系統(tǒng)采用B/S架構，具有分布式特點，業(yè)務擴展及維護簡單，具有良好的共享性。開發(fā)語言采用成熟的JAVA編程語言，數據庫采用企業(yè)版SQL Server 2008，此外，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行是監(jiān)控工作的有利保障。電力電纜中繼電保護系統(tǒng)是維護電網安全穩(wěn)定工作的最后保護關口，因此，它需要具有極高的安全性和可靠性。這就要求在設計電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)過程中，將繼電保護系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)分離，確保兩者的獨立性，嚴禁繼電保護系統(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)運行的可靠性和穩(wěn)定性。

3.2 關鍵技術

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將過去監(jiān)測一次設備的有線網絡替換成無線網絡，無線傳感網絡技術具有較好的靈活性，能夠在監(jiān)測區(qū)域合理布置節(jié)點，方便實現(xiàn)對一次設備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，徹底消除了有線監(jiān)測網絡布線難的問題，并且有效降低了電力電纜一次設備監(jiān)測系統(tǒng)的建設成本和工作復雜程度。

4 總結

綜上所述，電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運用，能夠大大提高輸電線路故障監(jiān)測效率，具有顯著效益。電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)設計是基于無線傳感網絡，因此，電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)與衛(wèi)星通信技術結合，可以實現(xiàn)全國不同區(qū)域的電網運行狀態(tài)的無線在線監(jiān)控，以便在地方電網出現(xiàn)故障時，能夠及時得到技術服務支持，及時消除電網故障，確保各地電網安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

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作者簡介

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

作者單位

山東科華電力技術有限公司 山東省濟南市 250101