电缆价格:基于DTS杨峰的电缆安全监控系统的实现

　　本文档介绍了基于DTS的高压电缆安全监控系统的实现，并提供了运行数据分析的示例。测系统输入是电缆分布温度（表面温度）和DTS实时检测的实时负载电流。高温升指数和传输算法动态电流用于执行异常温度点和电缆负载监控任务。文档还介绍了实施动态负载能力算法DCR-I实验室验证测试的过程，该算法可靠地计算负载温度监测的关键指标。时的电缆驱动程序。[关键词] DTS;监测高压电缆;动态负载能力;验证测试; DCR-I;驱动温度;最高温升110千伏连接陈家镇和长兴岛变电站的1130和1133线长兴岛主线随着负荷的不断增加，建设项目的目标是更换电缆更大的传输能力已经在准备中。了确保过渡期间线路的可靠运行，决定使用DTS光纤温度测量技术进行监测。线1130和1133包括一条10，700米的海底电缆段，一条6000米的航空段和一条连接长兴的100米长的管段。项目建议阶段，提出了两个建议：（1）监测整条生产线：在管段中铺设温度测量光纤并连接到悬挂电缆。OPGW光纤和海底光纤电缆形成全线DTS温度测量[1-5]（2）临界区域监测：设计单元确认管道发生瓶颈在管道部分。此，模式只监视管道部分;目前，监控系统已经安装和使用了近三个月：它运行稳定，提供被监控对象的安全状态和各种其他信息。统解决方案概述长兴控制室安装了DTS主机，称为本地站的工业计算机和GPRS模块。

　　接到所述主框架DTS两个温度测量电缆通过命令行桥分别路由并置于管柱相对1130和1133中，每个光缆覆盖环的三相电缆中的电缆表面上。DTS主机和温度测量电缆构成DTS温度测量子系统，完成了实时收集电缆表面分布温度的任务。地站连接到DTS主机和GPRS模块，并且可以从变电站监控系统读取两个环路的实时充电电流。DTS完成分布式温度数据的检测时，它触发本地站发送分布式温度数据和通过GPRS加载的当前数据。于没有可用的有线通信信道，该模式使用GPRS通信方法和加密和数据验证设置，如图1所示.GPRS将数据发送到网络IP地址有线电视公司并试用一个访问该公司内部网的在线监控服务器。
　　控服务器称为CSM站，配置在有线电视公司的手术室中，执行以下实时任务：分析电缆表面温度数据，监控电缆异常点温度，监控电缆的当前负载水平，确保电缆安全充电; CSM站的监控应用软件使用温度异常发现机制和动态电流传输技术。合这些工业智能算法，该设备提供基于DTS的电缆安全监控系统。度异常发现机制采用传统的最高温度监测指标，优化SPD空间峰值检测方法，为另一种常温指标提供最高的温升，从而形成温升最高，并在几个阶段采用MTS。放方法，在多个时间尺度上创建，以具有检测较低温度异常的能力。电缆故障的热特性的研究表明，这些缺陷在分布温度下在仪表的空间尺度上以峰的形式出现。SPD使用小波滤波算法来过滤由无瑕疵原因引起的分布式温度变化和更高规模的波动，例如;在该图中，SPD的滤波器距离常数为2.0米。过滤的温度上升成为米级空间尺度的最大温升的分布，从而设定最高的最高温升指数。指标实现了监测效果：每个点的温度不仅与其自身温度的历史进行比较，还与相邻区段的温度进行比较。对于温度上升速率的传统指标，提供了高度针对性的警报机制。于SPD可以有效地过滤电缆温度的正常波动，因此可以在无限长度的时间尺度上测量峰值温度上升的控制指数。方法用于使用MTS方法设定以下三个时间尺度的峰值温度。l：持续5分钟，持续2小时;警戒线和警戒线在过去24小时内分别设定在3.0°C和5.0°C。过一段时间的操作后，将根据环境温度的实际噪声水平进行调整。态DTS电流传输算法的应用创建了建立完全定义的DCR模型（本地的，与环境无关的）的第一条件。度测量电缆放置在电缆的表面或护套上，并实时检测电缆或护套的表面温度。为边界，DCR模型的结构参数仅涉及电缆结构及其对周围电缆的电气影响。素，是在铺设电缆后确定的。或电缆表面边界的DCR模型称为DCR-I模型或内部模型，因为确定了模型参数和边界条件，该模型可以可靠地计算温度场（y包括极限的驾驶员温度。且在短期内紧急收费。过分析电缆总热量与极限温度之间的响应关系，确定了散热参数和超出极限的外部环境状态，并对其容量进行了动态计算。以实现允许负载或在更长时间范围内的操作模拟。DCR-II模型或外部模型。该方案中，建立了两个环路的DCR-I模型和DCR-II模型，用于完成电缆导体温度的实时计算，48小时运行模拟和计算。态电流欠压。中，实时驱动器温度是程序安全监控的主要指标，其警告线和报警线分别设置在75°C和85°C。了验证当前电缆中DCR-I模型的有效性和准确性，武汉高压研究所在实施该方案之前收费并进行了验证测试。DCR-II模型的特点是对环境的适应性：在实验室中模拟几个环境的成本很高，测试周期很长，因此验证测试不合适。于DCR-II模型预测了电缆的表面温度，因此计划在运行阶段（前六个月内）完成现场验证。DCR-I模型的验证测试如图2所示。试验证过程分为三个阶段：准备：测试电缆回路系统内置于测试室，如图所示下图;为了满足实际应用，测试验证对象是在线DCR。统I由一个小型DTS子系统和一台DCR-I计算机组成;根据测试电缆回路的参数对DCR-I模型进行建模，并将DTS检测到的分布温度和实时电流作为计算，显示和校正的输入条件。意驱动器的温度。
　　准温度记录仪和当前记录仪构成标准测试记录单元：它通过以下方式实时收集和记录电缆表面温度，导体温度，环境温度和电流。个热电偶和电流互感器作为测试系统连接。量数据，其中用于检测导体温度的热电偶插入在导体中穿透的电缆中间部分的小孔中。作：应用特定环境条件，启动测试循环，标准测试记录单元和DCR-I系统;结论：总结和比较标准测试数据文件和DCR-I系统生成的计算报告，然后给出验证结论。试环境设计有三种方式：空中自然对流，强制通风和洪水;铺设电缆有两种方法：紧密粘合和松散抓握。中，由于本项目监测的电缆全部浸入水中，无法保证通过管道的电缆会粘附在电缆表面，浸入式测试箱水和电缆松散连接是专门设计的。小时随机调节施加的充电电流，并且导体的温度可在允许的范围内尽可能多地变化。施了四个测试用例（见表1）。3显示了由情况3的计算比率DCR-I产生的当前温度响应曲线.X轴坐标是测试的持续时间，持续16小时，轴的主坐标Y是电流，单位是A.Y轴的子坐标是温度，单位是°C。折曲线表示充电电流，其他三条曲线表示温度。过DCR-I从上到下计算的驱动器，由DCR-I计算的电缆表面温度和由DTS检测的光纤温度。结所有测试数据，得到验证结果：在所有测试案例中，导体温度的最大偏差和由DTS和DCR-I组成的验证系统计算的测量值不超过2.0°C。种差异可以满足实际在线监测的要求。测试从环境角度验证了DCR-I模型的独立性：它可以在各种环境条件下以稳定可靠的方式计算导体的温度。验证实，在浸入水中的条件下，电缆表面对光纤的热阻和分离它们的空间距离不敏感，计算温度的精度。DCR-I很少或没有接触电缆和电缆的表面。距仍然可以保证。外，水浸试验还表明，由于水的高热容量，虽然导体的温度直接是可变电流的函数，但电缆表面的温度变化低，这证实了电缆的表面温度直接用作电缆负载水平的监测指标。是不可行的。例现场数据分析监控系统目前已安装并使用了近三个月。了父线1130和1133之外，由系统监视的用户对象包括通过电缆的控制线桥。于这些，仅需要温度异常监视功能。目前为止，受监控的用户对象处于安全状态。示和分析了2008年6月至7月期间1130主线的数据。面使用的图形是监控系统的屏幕截图。配温度：时间的一个例子是7月21日21:15，如图4所示。坐标是空间的长度，单位是米，它是由电缆的顺序决定的，前102米为B相，104米，C相（相反方向），A相为201至291米;曲线表示当前分布温度，参见主左坐标的Y轴;最大测量温度为254米，即30.0℃。个中间曲线实时，从最后10分钟和最后2个小时，从小到大变化，参考轴坐标在右边订购。度变化很大的区域位于电缆井的位置，并受到外部温度的强烈影响。外，其空间尺度大于10米，这也表明温度的变化是正常的。些观察结果表明，被监测电缆的分布温度相对均匀，没有异常或明显的热瓶颈。高表面温度指数：跟踪曲线如图5所示;最高值为36.4°C（7月19日）;通过每天实时检测电缆的表面温度来生成跟踪曲线。结一整天的数据，您可以获得最大值，平均值和最小值。中的三条曲线从上到下，即最大日曲线，平均曲线和最小曲线。（曲线之后的以下最大温升也是相同方式的汇总结果。电路电缆表面的标称温度为66.1°C。时采用下火警：警戒线为48°C，警报线为58°C，未来视觉负荷随环境温度的变化而调整。标的状态是安全的。合气象数据，可以看出表面温度与天气条件之间的最大相关性非常高。
　　入7月后，温度显着升高：电缆表面温度在20天内增加约9°C而电荷没有显着增加。前，还观察到降雨可以更新排水中的水并显着降低电缆的环境温度。一项观察表明，由于暴露在大气中，室外电缆终端附近的电缆部分直接受温度和阳光的影响，通常可以是温度的最高点当天的电缆表面。设电缆时，请确保电缆覆盖该段。值温度最大增加指标（小于5分钟）：其跟踪曲线如图6所示，最大值为0.6°C（7月19日），矿用电缆指标显示一条线3.0°C警报和5.0°C警报线。示灯的状态是安全的。测表明，这些最高温升的峰值主要发生在早上井附近的电缆段，井内温度对大气温度的变化敏感。指示器配置为查找电缆的故障点。是，受外界气温影响的上述部分电缆（仪表长度）的影响与电缆故障引起的热现象一致;因此，我们可以认为第一个构成第二个噪声源。涉及指标如何设置警报阈值的问题。果阈值设置得太低，则可能导致许多错误警报，如果设置太高，则可能找不到电缆的故障点。前计划包括根据指标在运行开始时的历史信息统计调整指标的告警阈值，例如将历史数据的平均值加上标准差的几倍，报警线2.0次，警告线3.0。间。高导体温度指数：由三个负载电流和表面温度变量组成的跟踪曲线称为电流 - 温度响应曲线;图7显示了以天为单位的时间单位;指标的最大值是42.5度（7月19日）。），最小值为29.8度（6月29日），该指标的警告线为75°C，警报线为85°C。示灯的状态是安全的。缆导体的温度是监控电缆当前负载水平的关键指标。DCR-I模型实时计算驾驶员的温度，而监控系统将最后60分钟（实时更新间隔时间单位），最后4天（小时）和过去365天（以天为单位）。流 - 温度响应的弯曲视图。据汇总方法与上述两个指标不同：驱动器温度吸收阶段的最高值和电缆的电流平均平均温度。些视图提供了电缆回路充电水平的状态和历史的直观表示。这些图中可以得出结论，电缆的当前负载水平较低，并且由于当前的负载条件和环境条件，它在最近几周应该保持安全。态电流分析：监测系统提供了对未来48小时运行的模拟（图8），以小时为单位的当前温度响应曲线表示为标称负载566A（标称值）的模拟。中的垂直线对应于当前时间。（6月19日下午1:00），左侧对应于历史曲线，右侧对应于预期电流参考值，并计算电缆表面温度和导体温度。算表明预测的导体温度可以达到58℃。一个例子的结果是导体温度可以达到85℃，给定电流为905A。归纳如下：在当前状态下，电路可以承受其额定负载566A，并且其当前负载容量可在短时间（48小时）内达到905A。拟的计算基于通过在线监测监测系统获得的每日负荷曲线（24小时）。面指出的电流是作为负载曲线时间的函数的最高值。小时运行模拟和当前负载能力的计算由DCR-II模型执行。DCR-II模型通过识别方法获得了周围环境中瓶装点的散热特性。而，当进入条件不够严格（例如白天和夜间负载之间的低负载或低负载）或外部干扰（例如，外部干扰）时，识别方法不能产生识别结果。缆井口附近的瓶颈点受天气条件影响）。这种情况下，监控系统将要求用户有助于捕获某些已知的环境条件。于在较短时间尺度上操作模拟和允许电流（小于电缆传热时间常数，通常是几小时），DCR-I可以给出非常明确的结果。于电流大于48小时的计算，可以使用基于最新当前温度-365天响应曲线数据的稳态计算手动完成。结该项目的实施为DTS应用监控电缆安全提供了一个很好的论据：在这种情况下，监控系统使用智能计算机分析方法来执行两个关键任务：监控电缆温度异常和电缆安全负载监控。
　　作是一种有效的保护手段。
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