一．行業(yè)背景

隨著社會發(fā)展，對電力需求的不斷增長，電網(wǎng)的負(fù)載會不斷增加。盡管發(fā)生事故的可能性微乎其微，但是依然有一定數(shù)量的電網(wǎng)事故案例。 而對這些案例的分析都顯示，當(dāng)時的電纜工作溫度已經(jīng)超過了它們最大極限工作溫度，因此需要對電纜的動態(tài)載流量進(jìn)行分析，來降低甚至消除上述事故隱患。

對于已經(jīng)投入運(yùn)行的電纜、電纜結(jié)構(gòu)和其它電纜的相位和空間關(guān)系，負(fù)荷的電壓和頻率等均已確定，電纜的總發(fā)熱量僅和導(dǎo)體溫度相關(guān)?？梢酝ㄟ^電纜載流量分析軟件（以下簡稱軟件）來建立環(huán)境溫度，護(hù)套表面溫度與電纜線芯溫度，載流量之間的對應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電纜線芯溫度的非接觸在線診斷，保證電纜的安全運(yùn)行。

二．依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

? QGDW 1814-2013 《電力電纜線路分布式光纖測溫系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定了導(dǎo)體溫度計(jì)算驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和動態(tài)載流量計(jì)算驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

? DLT1253-2013《電路電纜線路運(yùn)行規(guī)程》中規(guī)定了敷設(shè)條件不同時電纜允許載流量和電纜導(dǎo)體允許最高溫度。

? DLT 1573-2016《電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定了監(jiān)測計(jì)算機(jī)軟件的基本的功能：電纜導(dǎo)體溫度計(jì)算，電纜導(dǎo)體動態(tài)載流量計(jì)算，數(shù)據(jù)保存及事件識別。

三．系統(tǒng)原理

3.1 分布光纖測溫系統(tǒng)原理

分布光纖測溫系統(tǒng)可以同時實(shí)現(xiàn)溫度測量和空間定位功能，實(shí)時獲得沿光纖分布的準(zhǔn)確溫度信息；結(jié)合先進(jìn)的火災(zāi)智能報(bào)警判斷算法，實(shí)現(xiàn)傳感光纖全程的實(shí)時在線監(jiān)測。

3.2 運(yùn)行電流采集主機(jī)原理

電纜的運(yùn)行電流采用羅氏線圈進(jìn)行測量。一個完整的羅氏線圈電流測量系統(tǒng)應(yīng)該包括一個線圈和一個積分器。將羅氏線圈測得的電動勢通過積分器做積分運(yùn)算后可還原導(dǎo)體中的電流。

3.3 電纜載流量分析軟件原理

電纜載流量分析軟件可以實(shí)時、全范圍監(jiān)測電纜表面溫度，環(huán)境溫度和電纜的運(yùn)行電流。采用國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC60287、IEC60853算法模型實(shí)時計(jì)算導(dǎo)體溫度，穩(wěn)態(tài)載流量和動態(tài)載流量，為電纜的安全監(jiān)控和負(fù)荷管理提供了強(qiáng)大的幫助。

四．分布式光纖在線測溫產(chǎn)品特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)平臺上傳:實(shí)現(xiàn)電流，溫度等數(shù)據(jù)實(shí)時上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺，通過云平臺實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和云計(jì)算，不受地方限制和快速檢測電流及時響應(yīng)，從而更好的保護(hù)電纜設(shè)備。

實(shí)時數(shù)據(jù)分析:實(shí)時查看電纜的運(yùn)行電流，環(huán)境溫度，電纜表面溫度，電纜導(dǎo)體溫度，方便對電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。

穩(wěn)態(tài)載流量計(jì)算:用戶只需設(shè)置好相關(guān)的電纜基本參數(shù)，在電纜載流量分析軟件確定電纜型號和電纜表面溫度，可計(jì)算出電纜的穩(wěn)態(tài)載流量。為設(shè)計(jì)部門的電纜選型和調(diào)度部門調(diào)整電纜負(fù)荷提供參考數(shù)據(jù)。

動態(tài)載流量計(jì)算:給定溫度，時間，電流三個值中的任意兩個值，即可以計(jì)算出第三個值。可以幫助在線評估電纜的剩余負(fù)荷能力，幫助調(diào)度人員在負(fù)荷分配中做出合理決策，并實(shí)現(xiàn)電力電纜的動態(tài)增容，減少輸電線路建設(shè)投資。

五．分布式光纖在線測溫系統(tǒng)組網(wǎng)

電纜載流量動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)圖如圖1所示。

圖1

? 電纜表面和環(huán)境溫度采集：光纖測溫主機(jī)實(shí)時測得沿光纜敷設(shè)方向的電纜的溫度信息，再通過局域網(wǎng)將溫度信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的軟件。

? 軟件：在局域網(wǎng)內(nèi)，由光纖測溫主機(jī)采集的溫度信息和運(yùn)行電流軟件采集的電流信息會統(tǒng)一上傳至軟件。

? 物聯(lián)網(wǎng)平臺：軟件中數(shù)據(jù)可通過以太網(wǎng)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)平臺。

六．軟件功能

軟件主界面如圖2所示。注意：每套軟件都和服務(wù)器綁定，若隨意將軟件安裝在其它服務(wù)器上，會導(dǎo)致軟件無法運(yùn)行。

圖2

4

5

6

6.1 溫度監(jiān)控

如（圖3）所示，為溫度監(jiān)控頁面,頁面分為3部分，頂部為當(dāng)選中光纖基本信息，左側(cè)為實(shí)時溫度曲線，右側(cè)為告警信息列表，可點(diǎn)擊通道號切換顯示不同通道的光纖溫度曲線。右側(cè)采集控制按鈕從左到右分別為，開始采集、停止采集、重置坐標(biāo)、停止告警聲音。

圖3

6.2 載流量分析

打開再載流量頁面，在左側(cè)通道列表選中相應(yīng)線纜通道，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前采集的實(shí)時溫度計(jì)算線纜載流量，如（圖4）所示

圖4

6.3 歷史告警

歷史告警可以根據(jù)時間段和通道查詢告警記錄，如（圖5）。點(diǎn)擊查看可以查看告警記錄詳細(xì)信息。

圖5

6.4 歷史溫度

歷史溫度可以根據(jù)時間段和通道查詢歷史溫度數(shù)據(jù)，如（圖6），歷史數(shù)據(jù)可根據(jù)選擇時段進(jìn)行快速回放操作，快速查看光纖溫度變化，如（圖7）。點(diǎn)擊查看可查看歷史記錄詳情。

圖6

圖7

6.5 采集設(shè)置

采集設(shè)置可以修改系統(tǒng)采集卡設(shè)置、存儲設(shè)置、數(shù)據(jù)上報(bào)設(shè)置、光開關(guān)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，如（圖8）

圖8

6.6 光纖設(shè)置

光纖設(shè)置可以查看當(dāng)前已配置的光纖信息，可以添加、修改和刪除測溫光纖信息，如（圖9）。

圖9

6.6.1 光纖添加、修改

點(diǎn)擊和可以添加和修改光纖信息，再打開的窗口中可填寫相關(guān)信息，點(diǎn)擊可讀取光纖溫度數(shù)據(jù)曲線，點(diǎn)擊可自動計(jì)算參考光纖和測溫的區(qū)間信息。如（圖10）

圖10

6.6.2 光纖地圖路徑設(shè)置

點(diǎn)擊圖標(biāo)可設(shè)置光纖的鋪設(shè)路徑，如(圖11)。在打開的新窗口的左上角可以修改所在城市。點(diǎn)擊“開始繪制"可以在地圖上繪制光纖鋪設(shè)路徑，雙擊結(jié)束繪制。點(diǎn)擊“清除路徑"可清理當(dāng)前繪制的路徑。點(diǎn)擊“保存"保存當(dāng)前繪制的路徑。點(diǎn)擊右上角刷新地圖。

圖11

6.7 監(jiān)控區(qū)間設(shè)置

監(jiān)控區(qū)域設(shè)置可設(shè)置查看和修改已配置的光纖通道的監(jiān)控區(qū)域，點(diǎn)擊和可以添加和修改監(jiān)控區(qū)域，如（圖12），填寫完成信息后點(diǎn)擊“保存"按鈕。

圖12

6.8 穩(wěn)態(tài)載流量計(jì)算

載流量計(jì)算可根據(jù)選擇的電纜、電纜溫度計(jì)算電纜可承受的載流量。如（圖13）

圖13

6.9 電纜信息設(shè)置

電纜信息設(shè)置添加電纜信息，該信息填寫較多。請認(rèn)真填寫，確保填寫數(shù)據(jù)正確如（圖14）。填寫信息分為電纜參數(shù)信息和電纜敷設(shè)及其它關(guān)聯(lián)參數(shù)2部分。

電纜參數(shù)信息包括電纜的導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、內(nèi)襯層、金屬護(hù)套、外護(hù)套、電纜外部信息。

電纜敷設(shè)及其它關(guān)聯(lián)參數(shù)包括電纜敷設(shè)環(huán)境和敷設(shè)類型。

圖14