基于无线智能振动传感器的地埋电缆防外破监测预警系统设计

随着城市建设的快速发展,地下电缆在电网系统中的比重越来越大,但是电缆时常受到人工挖掘、机械挖掘和非法入侵等第三方外力破坏,严重影响了电缆运行的安全性和可靠性,因此保障电缆供电不受外力破坏成为电力运行部门亟须解决的问题。首先基于智能无线振动传感器设计了离散、分布式无线智能振动采集系统,监测地下电缆系统所处环境的振动信号,然后通过振源智能识别技术对采集的振动信号进行特征分析和特征提取,智能识别报警信号,最后由智能电缆桩和后台软件组成了地埋电缆防外破振动监测预警系统,实现了地埋电缆运行过程中外破事件的智能预警。     

基于振动特征边缘提取的电缆外力扰动智能感知技术

基于微型传感技术、嵌入式边缘计算和LoRa物联网,提出了一种新型的电缆外力扰动分布式监测技术。并针对LoRa数据传输的低密度、窄带宽要求,基于振动信号的时频特征,提出了一种精简化的特征集、状态集和控制集的单包数据装载方法。通过试验初步获得了电缆振动特征集的典型范围,为建立基于物联网窄带通信方式的电缆外力扰动智能预警系统提供了基础。     

基于分布式光纤振动传感的高压电缆防外破监测预警系统应用

为实现对高压电缆线行区域施工地的外力破坏隐患进行实时监测,避免顶管机、打桩机、破碎机等设备施工损伤地下电缆本体,造成线路跳闸。利用与高压电缆同沟敷设的分布式光纤及其振动传感原理,设计并应用高压电缆防外破监测预警系统,后台根据标定的光缆路径GIS地图,实现远程实时预警和定位现场施工点,并智能分析现场施工隐患类型,经判断后将预警短信发送至运维人员。现场应用表明:基于分布式光纤振动传感的高压电缆防外破监测预警系统的通信架构简单、预警体系完善,能实现各类施工信号识别,减轻了运维人员的工作压力,提高了高压电缆防外破工作效率,有利于预防并制止外力破坏事件。     

基于物联网的电缆局部放电分布式监测系统设计与实现

电力电缆的局部放电监测是保证电缆安全运行的重要技术手段。然而,传统有源有线的局部放电在线监测方法难以适用于敷设结构复杂、分布区域广且对成本较为敏感的电缆网络。针对此问题,设计了一种基于物联网技术的低功耗分布式电缆局部放电在线监测系统。在考虑传感网络可扩展性和可接入性基础上,设计了电缆局部放电监测物联网络的总体框架;为满足传感器节点低功耗、长续航的要求,对高频电流传感器、低功耗信号处理和电源管理、数据通信等物联传感网络基本要素进行了优化设计。根据上述研究实现了基于物联网的电力电缆的局部放电分布式监测系统的设计与应用。     

基于分布式光纤传感技术的高压海底电缆外力损坏仿真

高压海底电缆的安全稳定运行对于海上能源的开发具有重要的作用,海缆电缆的损坏主要由外力引起,针对分布式光纤传感器在线监测高压海底电缆运行状况的方法,利用有限元软件ANSYS建立XLPE高压海底电缆模型,仿真分析海底电缆受到外力损坏时,内部物理量的变化,为分布式光纤传感器在线监测高压海底电缆运行状态提供参考。     

基于5G+物联网技术的智能机电抗震监测预警系统研究

介绍了基于5G+物联网技术的智能机电抗震监测系统,并分析了平台设计,提出通过基于5G网络的云数据及AI智能分析,形成区域监测平台,为城市建筑安全运行管理、建筑抗震预警提供帮助。     

配电设备分布式局部放电感知技术的实现方法

绝缘状态检测是发现电力设备潜在性故障、维护电网安全运行的重要手段,但由于配电网馈电线路庞杂、组网规模大等特点,导致传统在线监测方案难以实施。为实现配电设备绝缘状态的分布式感知和预警,提出了一种基于物联网(Io T)技术的分布式无线传感器网络(WSN),并论证了其可行性。首先对无线传感器网络的架构进行了顶层设计,并根据经济性、低功耗、安全性等需求提出了数据通信及传感器节点的设计思路;然后分别针对高密度/紧凑分布的配电开关柜及低密度/松散分布的电缆(附件)作为实施对象,实现了地电波(TEV)和高频电流(HFCT)传感器节点的设计,基于低功耗广域网(LPWAN)的数据传输和管理,以及对节点能耗和电池寿命的测量和评估;最后讨论了适用于无线传感器网络的设备绝缘状态评估及预警策略。该方法的研究和探索有望为更多基于物联网的配电网状态监测应用提供参考。     

基于迈克尔逊干涉和图像识别的高压电缆防外破监测预警系统

城市建设高峰伴随着大量市政施工,对高压电缆的安全运行造成极大外破压力,研究防外破监测预警系统代替人工巡视具有重大意义。基于迈克尔逊干涉光纤振动传感原理,结合图像识别技术设计搭建了一套光纤振动源防外破监测预警系统。该系统以光纤作为传感器监测振动信号,同时联动监控球机拍摄现场照片进行图像识别,实现了对电缆通道保护范围内振动源的高灵敏度、高准确率外破预警和视觉定位。     

基于物联网的110 kV电缆管井智能监测系统建设与应用

电力电缆在城市供电系统中起关键作用,电缆管井用于电缆接头制作或检修施工使用。日常运行过程中,电缆管井可能会出现电力电缆本体或中间接头过热,环境温度过高、水位过高等异常状态,大量非正常烟雾及非法入侵等现象也威胁着电缆供电系统的可靠性。介绍了一套用于对110 k V电缆管井智能监测的系统,包括智能感知系统、监控主机系统及在线监测终端系统。首先,介绍了由多智能传感器组成的感知系统,通过Lo Ra技术同井上监控主机无线通信,数据推算及实际测试结果表明本套系统依靠电池能够满足长时间续航要求;然后,介绍了多功能后台远程监测终端系统,后台系统基于物联网NB-lo T技术无线连接远端监控主机。本套系统在深管井中得到应用,能实时感知系统运行健康状况,极大便利运行维护人员,对确保电力电缆安全运行,提高供电可靠性具有重要意义。     

海底高压动力电缆在线监测技术与实验研究

海底动力电缆经常出现故障,为探索寻找电缆监测技术方法,分析了胜利油田埕岛海域海底动力电缆多次出现短路故障的可能原因和产生故障的机理,并由此提出了采用基于BOTDR技术的分布式光纤传感系统监测电缆所受外力变化和监测电缆内部温度变化的技术,以及应用局部放电检测技术监测电缆绝缘破损后放电现象。电缆截面温度场和电缆外表受力的数值模拟分布式光纤传感监测电缆内部不同温度和外部受力变形的实验,以及电缆绝缘破损后的局部放电监测证明,所研究的方法可较好地在线监测动力电缆的工作状态,能有效监测和预测海底高压动力电缆运行中的主要故障,该研究可对海洋动力电缆的健康运行与维护提供一种技术方法。     

高电压电缆接头温度预警系统设计

高电压电缆接头温度预警系统对保障输配电线路的安全运行起着重要作用。根据高电压电缆接头的实际布局,以ZigBee网络为预警系统物理层,负责高电压电缆接头温度的采集;以电力光纤为传输层,实现温度数据的远程可靠传输,为高电压电缆接头设计了分层次的分布式温度监测系统,并采用人工神经网络方法对10 kV高电压电缆三相测点进行了预测,实现了高电压电缆接头的温度预警。该系统可靠性高、扩展性强、温度预测误差小,适合于电力部门的在线监测。     

基于精密单点定位的变配电站地质微位移监测技术研究

变配电站是电力系统的重要组成部分,配电站所经区域地质地形条件复杂,容易受到地质灾害的影响。针对避免地质灾害对变配电站造成破坏,提高输配电系统的安全性的问题,一种有效的手段是对变配电站所在区域进行微位移监测。考虑配电站有时部署在无人区,通信环境复杂,采用全球定位系统-精密单点定位方法对变电站进行11个月的连续观测,监测数据经过模型矫正、解算后,精度可达毫米级。此外,通过与同期该地区降水量分析,地质位移、沉降主要发生于降水丰富的时间段。这说明精密单点定位方法在变配电站地质灾害监测预警中应用前景良好,能够有效保证输配电系统的安全性。     

城区电力电缆防外力破坏探讨

随着城市建设的快速发展,电缆破坏事故频频发生,外力破坏的隐患一直威胁着电缆线路的安全运行,严重危及电网和人民财产的安全。分析导致电缆外力破坏的原因,介绍国网日照供电公司电力电缆管理体制,提出防外力破坏的措施,有效地防止和减少了外力破坏事故的发生。     

一种基于集成SoC芯片的中低压配电网故障监测系统

故障监测一直是电网安全运行的有力保障,而传统电缆线路繁多、分布复杂、信道传输环境恶劣,变压器、电气柜等状态监测手段不足,始终存在泄漏电流,这些问题均导致故障定位准确性、实时性差,局部放电类型日趋复杂。针对中低压配电网中日益复杂的故障监测问题,文章基于智能配电终端(DSU)在配电网中的应用,提出了一种基于集成SoC芯片的故障监测系统,系统中以芯片集成了剩余电流检测、无线通信、GIS等技术,并加入IRIG-B码对时技术,依托终端的边缘计算能力及云平台对采集信息进行计算分析,判断是否引起故障及故障类型,进而实现对故障点实时定位、报警。芯片集成改善了目前故障检测的实时性及智能终端设备难以普及的经济性。     

电缆及其沟井智能监测技术研究与应用

作为我国城市中配电线路建设的主要方式,对电缆进行监测是保证其安全可靠运行的重要手段。本文研究了电缆及其沟井智能监测技术,设计了电缆运行状态诊断评估系统,分析了系统的架构及功能。该系统在青岛供电公司取得了良好的应用,实现了电缆及其沟井的智能化监测。     

电缆线路对铁路10 kV配电所功率因数的影响

铁路10 kV配电所及其馈出的电力贯通线作为重要的铁路电力设施,为铁路沿线各供电设备提供电源,近年来各铁路集团供电部门正在不断地对年久失修的配电所及电力贯通线路进行更新改造。在进行某铁路集团普速铁路小容量10 kV配电所改造设计中,调查发现该所无功补偿装置多年未投入运行,针对配电所功率因数普遍偏高的问题,调查了该铁路集团近年来改造配电所及其馈出线路的现状,阐述了电力电缆的特点,给出了测量配电所功率因数的方法,其次理论分析了电缆容性充电功率对配电所功率因数的影响,最后通过Matlab Simulink模块进行了供电系统的模型搭建,仿真了轻载、中载、重载情况下不同电缆线路使用数量时功率因数的数值。仿真试验结果表明,大面积使用电缆线路是造成配电所功率因数偏高的主要原因,为设计人员在设计类似配电所改造项目时提供了理论支持。     

基于分布式无线TEV传感器的电缆终端局部放电监测系统

电力电缆是城市输配电系统的重要组成成分,其绝缘状态关系着城市供电的可靠性。局部放电检测是识别潜在绝缘故障的有效方法,可用于电力电缆的绝缘诊断。暂态对地电压法(TEV)是一种非电接触且应用较为灵活的局部放电带电检测手段,能够有效检测电缆终端或接头的局部放电。然而,由于电缆附件监测点分布较广,时效性要求较强且电磁环境差别较大,目前的TEV带电检测应用方法存在一定局限性。本文首先分析了电缆终端及接头处内部局部放电信号的时频特性,设计了能够有效耦合暂态对地电压的电容性TEV传感单元及信号预处理电路,并基于TEV物联网传感单元,建立了分布式TEV无线传感网络。本文对暂态对地信号的耦合原理、信号调理和采集、以及数据处理方法进行了研究,通过各传感节点放电量、趋势及模式识别,实现了关联故障预警。     

10 kV交流三芯电缆中间接头直流化改造热-电耦合仿真研究

将交流电缆改为直流运行后,对电缆接头进行温度场和电场仿真并研究其温度和场强分布规律对改造后的电缆供电能力的评估非常重要,目前关于交流电缆直流化改造的研究主要是针对电缆本体,对电缆接头的研究还较少。本文建立了城市配电网中常见的10 kV交流三芯电缆接头的三维仿真模型,首先采用ANSYS中的热-电耦合模块对接触系数k=4时的接头模型进行温度场仿真;之后研究了接触电阻和空气对流换热系数对接头温度分布的影响;最后进行了电缆接头直流运行时的电场仿真,并根据温度场和电场仿真结果选取了直流载流量和合适的直流运行电压,与接头交流运行时进行了传输最大功率的比较。研究结果表明,交流电缆接头直流化改造后功率传输能力有了一定的提升。     

浅谈电力电缆隧道监控系统的配置

针对目前没有颁布有关电缆隧道监控专用规范的情况,探讨了电力电缆隧道监控系统的设置原则,并对本文推荐的电力电缆隧道监控系统及其4个子系统:火灾报警及消防联动系统、电力电缆与环境温度监测系统、气体监测系统、视频监控及红外防盗系统的配置分别进行了讨论,可为电力电缆隧道的监控系统设计提供参考。     

变电站电缆通道多参量采集和预警技术研究

针对变电站电缆通道数量的不断增加,电缆分布众多,某条线路的故障会带来极大的安全隐患。文中提出一种变电站电缆通道多参量采集和预警系统的设计方案,重点研究电力电缆的温度场和载流量。通过有限元分析软件,建立了10 kV单芯电缆四回路标准敷设电缆沟的几何模型,并采用割线法计算稳态载流量。通过实验分析了不同工况下的温度场和载流量。结果表明,对于在线电缆温度监测,只需要对温度最高的电缆进行监测,电缆铺设密度过高会导致电缆的载流量下降。该研究为中国变电站电缆通道多参量采集和预警技术的发展提供一定的参考和借鉴。