电缆本体监控系统0402.docx
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电缆本体监控系统0402
电力线路迁改工程电缆综合监控
第1章前言
本项目电缆本体综合监控系统包含“电缆温度监测”、“电缆载流量评估”、“电缆局部放电”、“电缆护套电流”等四个子系统，其主要功能将涉及对运行的电力电缆本体的实时状态进行监测以及特殊事件的预警及应急处理等三个层次，能很好的解决上述问题。
首先系统能完成对主要电缆负载水平、总体绝缘状况、电缆本体固有缺陷以及其他可以表征电缆实际运行状态的信息的采集，在此基础上通过综合计算和深入分析以实现对电力电缆这一隧道内主要电气运行设备实际工况和环境的实时监测和掌控，确保电缆的安全和性能的可靠，使之正常高效运行并满足电网要求；
其次，系统通过载流量评估系统对高压电缆所允许通过的最大载流量，为电缆调度提供决策依据，延长电缆使用寿命，给电力电缆动态增容，减少输电线路减少投资。
再次，对灾害、电缆损伤及电网事故等事件进行尽量准确的预警，并在事件发生时能通过人性化的人机交互和必要的预案和智能手段及时有效地控制和处理将事件影响范围限制在最小范围内，保证电网安全稳定和人身安全。
第2章高压电缆综合监控系统设计思路
2.1设计需求
2.1.1项目概况
本期工程是电力线路迁改工程：
1、将之前的架空线路改为电缆敷设，从B1点处新建一基电缆终端塔起，新建一回电缆至变电站构架止，电缆两端分别与原线路跳通。
并在B1塔做围拦，围拦施工详见《电缆终端杆围栏图纸》。
电缆路径总长度为，电缆型号选用YJLW03-Z-64/110-1×800mm2。
2、将之前的架空线路改为电缆敷设，从A1点处新建一基电缆终端塔起，新建一回电缆至变电站构架止，电缆两端分别与原线路跳通。
并在A1塔做围拦，围拦施工详见《电缆终端杆围栏图纸》。
电缆路径总长度为，电缆型号选用YJLW03-Z-64/110-1×800mm2。
2.1.2客户需求
依据施工图设计说明书（电缆部分）》对迁改后的高压电缆线路设计综合监控系统，监测隧道内电缆本体温度、护套电流、局部放电等状态，并对高压电缆进行载流量评估。
将现场监测数据传送至变电站监控中心。
2.2设计依据
✧国家电气设备安全技术规范GB19577-2009
✧国家电网公司电力电缆运行维护与管理规范
✧国家电网公司电缆通道管理规范
✧国家电网公司电力电缆运行规程
✧局部放电测量GB∕T7354-2003
✧线型光纤感温火灾探测器（GBT21197-2007）
✧电力工程电缆设计规范GB50217-1994
✧电气和电子测量和控制仪表的安全要求
✧工业控制装置及系统的外壳（NEMA-ICS6）
✧建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB50343-2004）
✧爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058）
✧可燃气体探测器技术要求及试验方法（GB15322-1994）
✧综合布线系统设计规范（EIA/ITA568A、ISO/IEC11801、CECS72-79）
✧电气装置安装工程施工及验收规范》（GA/T75-94GBJ232-92）
✧安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）
✧电力系统数据标记语言—E语言规范（Q/GDW215—2008）
✧电力二次系统安全防护总体方案（电监安全[2006]34号）
✧视频安防监控系统工程设计规范（GB50395—2007）
✧视音频编解码标准（ITU）
其它相关现行的国家和行业标准规范。
第3章高压电缆综合监控系统集成平台
3.1综合监控系统具体的功能
该系统包含“高压电缆温度监测”、“载流量评估”、“局部放电”、“护套电流”等，各子系统的对高压电的运行情况进行全方位的监测，可帮助电网客户提高隧道管理水平，提供供电质量，各子系统数据集成在同一监控平台上，统一显示、统一管理，操作方面。
（图示、高压电缆状态监控子系统拓扑图）
Ø光纤测温系统：
光纤测温系统（DTS）是分布式，连续性的测量系统，可以测得高压电缆外护套每米的温度情况和温度曲线，可以有效避免点式传感器漏点，提高火灾探测系统的性能，减少漏报和误报。
Ø电缆载流量评估：
通过光纤连续测量电缆表面温度和线芯电流，实时计算线芯温度，评估电缆允许通过的最大稳态载流量和动态载流量。
当一回电缆跳闸，希望另一回电缆短时输送较大的电流，程序可以实时计算出：
已知线芯电流，在线芯不过热条件下，允许的过载运行的时间。
或设定抢修时间内允许的过载电流，对电力调配有着指导意义。
Ø局部放电监测：
局部放电是最为灵敏的缺陷测量方法，电缆及附件逐步老化后，会产生电树枝，电树枝伴随着局部放电，开始产生局部放电至击穿，过程可能长达几年，因此检测局部放电，并定位，是避免电缆击穿的好方法。
Ø护套环流监测：
高压电缆的金属护套是电缆的重要组成部分，当缆芯通过电流时，会在金属护套上产生环流，外护套的绝缘状态差、接地不良、金属护套接地方式不正确等等都会引起护套环流异常现象，严重威胁电缆运行安全，因此检测护套环流，是避免电缆因环流产生故障的好方法。
第4章高压电缆综合监控子系统
4.1分布式光纤测温系统及载流量评估系统
配置一套AT845光纤测温主机，5公里，4通道，高分辨率，高测温精度、支持GB/T21197-2007，支持IEC61850协议，工业级芯片。
配置感温光纤约15000米，考虑预留中间接头。
配置载流量软件１套，通过光纤连续测量电缆表面温度和线芯电流，实时计算线芯温度，评估电缆允许通过的最大稳态载流量和动态载流量。
当一回电缆跳闸，希望另一回电缆短时输送较大的电流，程序可以实时计算出：
已知线芯电流，在线芯不过热条件下，允许的过载运行的时间。
或设定抢修时间内允许的过载电流。
4.1.1配置说明
配置说明：
1、在变电站监控中心组屏，配置一台（5公里、4通道）光纤测温主机，监测每相高压电缆表面的温度。
2、考虑预留以及中间接头共配置感温光纤约15000米。
3、配置一套高压电缆电流获取装置，采用高压电缆电流互感器实时测量高压电缆上面流过的电流，再通过采集器与载流量评估系统进行对接。
4、高压电缆电流互感器配置详见载流量评估系统配置。
4.1.2配置清单
光纤主机
参数规格
监控范围
光纤用量
5公里，4通道
每相高压电缆
15公里
说明
考虑光纤的余量15%，共需使用测温光纤15公里
4.2局部放电系统
配置一台局放集中监控主机，采用光纤网络通信方式来统一管理每台局放信号采集器。
配置8个局放采集器，每回路1对（两台之间用光纤通讯），与对应的APD120S距离5米以内，需要供电DC24V。
配置24个局放传感器。
配置1200米2芯通信光缆。
配置在线局放监测软件一套。
4.2.1配置说明
1、电力线路迁改工程配置电缆局部放电监测系统，每回路的电缆接头地方配置一套局放采集装置，每套局放采集配置3支局放传感器，共4处地方配置在线局放监测装置，由于隧道内含有两回线，因此该工程共有8处地方需要配置局放监测装置。
2、电缆隧道内需要配置8个局放采集器，24个局放传感器，1200米2芯通信光缆。
3、在监控中心配置一台局放集中监控主机，采用光纤网络通信方式来统一管理每台局放信号采集器。
4.2.2配置清单
线路名称
回路数
接头数量
局部放电传感器配置
采集器配置
监控主机
1回路
4个
12个
4台
1台
1回路
4个
12个
4台
合计
2回
8个电缆接头
24个
8台
1台
4.3护套环流系统
配置护套环流监控主机１台。
配置护套电流传感器6个。
配置采集器二台。
.
4.3.1配置说明
系统配置护层电流采集装置2套（每套包括电流互感器、采集器、连接管路及配电箱），护层电流采集装置均配置在变电站的GIS端。
4.3.2配置清单
线路名称
回路数
线路长度
护套电流传感器配置
采集器配置
监控主机
1回路
千米（中间无直接接地点）
3个
1台
1台
1回路
（中间无直接接地点）
3个
1台
合计
2回
6个
2台
1台
4.4载流量评估系统
4.4.1电流采集方案
直接在电缆线路上安装高压电流互感器测量高压电缆上的电流。
把测到的电流通过电流采集器上传到载流量评估系统中去。
4.4.2系统配置
配置原则：
每个项目配置1套“载流量软件包”，内嵌于综合服务监控软件中；每增加一台光纤测温主机，需增加一套“软件授权证书”。
通过光纤连续测量电缆表面温度和线芯电流，实时计算线芯温度，评估电缆允许通过的最大稳态载流量和动态载流量。
当一回电缆跳闸，希望另一回电缆短时输送较大的电流，程序可以实时计算出：
已知线芯电流，在线芯不过热条件下，允许的过载运行的时间。
或设定抢修时间内允许的过载电流，对电力调配有着指导意义。
4.4.3配置清单
子系统名称
产品类型
型号
数量
电缆载流量评估
载流量评估软件
内嵌于集中监控管理软件
1套
线路电流采集器
接入2回线路电流，6个模拟量信号接口含线缆，及接入软件
1台
电流互感器
0~2000A电流互感器
6只
第5章系统配置清单
监测项目
序号
设备名称
规格参数
单位
数量
电缆本体状态监控系统
电缆温度监控
1
分布式光纤测温主机
5公里，4通道
台
1
2
感温光纤
千米
15
3
光纤传感设备平台软件
套
1
4
光纤传感网络管理软件
套
1
5
光纤接线盒
个
30
6
尾纤
FC/APC，多模125μm
条
4
7
光纤固定件
阻燃尼龙扎带，满足测温光纤安装需要15000跟。
批
1
载流量评估系统
8
电缆载流量评估软件
测温精度：
±2℃
套
1
9
线路电流采集器
接入2回线路电流，6个模拟量信号接口含线缆，及接入软件
台
1
10
电流互感器
0~2000A电流互感器
只
6
电缆护套环流监测系统
11
护套环流传感器
只
6
12
护套环流采集器
台
2
13
护套环流监测主机
台
1
电缆局部放电监测系统
14
局部放电传感器
只
24
15
局部放电采集器
台
8
16
局部放电监测主机
台
1
集中监控平台
综合监控管理软件
17
集中监控显示软件包
华天电力电缆隧道综合监控系统软件
套
1
服务器
18
服务器
CPU:
四核以上
内存：
4GBDDR3以上
硬盘：
1000GB以上
台
1
上位机
19
终端显示
CPU以上，2G以上内存，500G以上硬盘，含显示器
套
1
机柜
20
机柜
19’标准机柜，2200*800*600
台
1
操作台
21
琴台式操作台
选择性配置
台
1
备用电源
22
UPS
2000VA
套
1
23
蓄电池
12V，65AH
块
2
短信报警
24
短信模块
支持10个报警号码，RS232接口
套
1
交换机
25
交换机
网络通信器件
台
1
电缆隧道通信系统
电缆隧道通信系统
26
通讯光缆
4芯，单模
公里
27
光纤接线箱
个
2
28
尾纤
单模,SC/PC
条
10
安装辅材
电源线
29
电源线
包含系统所有设备电源线，RVV3*
公里
配电箱
30
配电箱
台
2
金属软管
31
金属软管
传感器尾线保护
公里
500
其他安装辅材
32
其他安装辅材
满足安装所需
批
1
其他
施工费
33
施工费
项目所有设备的安装
项
1
调试与培训
34
调试与培训
项
1
升级会员 