本文檔介紹了基于DTS的高壓電纜安全監控系統的實現，并提供了運行數據分析的示例。測系統輸入是電纜分布溫度（表面溫度）和DTS實時檢測的實時負載電流。高溫升指數和傳輸算法動態電流用于執行異常溫度點和電纜負載監控任務。文檔還介紹了實施動態負載能力算法DCR-I實驗室驗證測試的過程，該算法可靠地計算負載溫度監測的關鍵指標。時的電纜驅動程序。[關鍵詞] DTS;監測高壓電纜;動態負載能力;驗證測試; DCR-I;驅動溫度;最高溫升110千伏連接陳家鎮和長興島變電站的1130和1133線長興島主線隨著負荷的不斷增加，建設項目的目標是更換電纜更大的傳輸能力已經在準備中。了確保過渡期間線路的可靠運行，決定使用DTS光纖溫度測量技術進行監測。線1130和1133包括一條10，700米的海底電纜段，一條6000米的航空段和一條連接長興的100米長的管段。項目建議階段，提出了兩個建議：（1）監測整條生產線：在管段中鋪設溫度測量光纖并連接到懸掛電纜。OPGW光纖和海底光纖電纜形成全線DTS溫度測量[1-5]（2）臨界區域監測：設計單元確認管道發生瓶頸在管道部分。此，模式只監視管道部分;目前，監控系統已經安裝和使用了近三個月：它運行穩定，提供被監控對象的安全狀態和各種其他信息。統解決方案概述長興控制室安裝了DTS主機，稱為本地站的工業計算機和GPRS模塊。

　　接到所述主框架DTS兩個溫度測量電纜通過命令行橋分別路由并置于管柱相對1130和1133中，每個光纜覆蓋環的三相電纜中的電纜表面上。DTS主機和溫度測量電纜構成DTS溫度測量子系統，完成了實時收集電纜表面分布溫度的任務。地站連接到DTS主機和GPRS模塊，并且可以從變電站監控系統讀取兩個環路的實時充電電流。DTS完成分布式溫度數據的檢測時，它觸發本地站發送分布式溫度數據和通過GPRS加載的當前數據。于沒有可用的有線通信信道，該模式使用GPRS通信方法和加密和數據驗證設置，如圖1所示.GPRS將數據發送到網絡IP地址有線電視公司并試用一個訪問該公司內部網的在線監控服務器。
　　控服務器稱為CSM站，配置在有線電視公司的手術室中，執行以下實時任務：分析電纜表面溫度數據，監控電纜異常點溫度，監控電纜的當前負載水平，確保電纜安全充電; CSM站的監控應用軟件使用溫度異常發現機制和動態電流傳輸技術。合這些工業智能算法，該設備提供基于DTS的電纜安全監控系統。度異常發現機制采用傳統的最高溫度監測指標，優化SPD空間峰值檢測方法，為另一種常溫指標提供最高的溫升，從而形成溫升最高，并在幾個階段采用MTS。放方法，在多個時間尺度上創建，以具有檢測較低溫度異常的能力。電纜故障的熱特性的研究表明，這些缺陷在分布溫度下在儀表的空間尺度上以峰的形式出現。SPD使用小波濾波算法來過濾由無瑕疵原因引起的分布式溫度變化和更高規模的波動，例如;在該圖中，SPD的濾波器距離常數為2.0米。過濾的溫度上升成為米級空間尺度的最大溫升的分布，從而設定最高的最高溫升指數。指標實現了監測效果：每個點的溫度不僅與其自身溫度的歷史進行比較，還與相鄰區段的溫度進行比較。對于溫度上升速率的傳統指標，提供了高度針對性的警報機制。于SPD可以有效地過濾電纜溫度的正常波動，因此可以在無限長度的時間尺度上測量峰值溫度上升的控制指數。方法用于使用MTS方法設定以下三個時間尺度的峰值溫度。l：持續5分鐘，持續2小時;警戒線和警戒線在過去24小時內分別設定在3.0°C和5.0°C。過一段時間的操作后，將根據環境溫度的實際噪聲水平進行調整。態DTS電流傳輸算法的應用創建了建立完全定義的DCR模型（本地的，與環境無關的）的第一條件。度測量電纜放置在電纜的表面或護套上，并實時檢測電纜或護套的表面溫度。為邊界，DCR模型的結構參數僅涉及電纜結構及其對周圍電纜的電氣影響。素，是在鋪設電纜后確定的。或電纜表面邊界的DCR模型稱為DCR-I模型或內部模型，因為確定了模型參數和邊界條件，該模型可以可靠地計算溫度場（y包括極限的駕駛員溫度。且在短期內緊急收費。過分析電纜總熱量與極限溫度之間的響應關系，確定了散熱參數和超出極限的外部環境狀態，并對其容量進行了動態計算。以實現允許負載或在更長時間范圍內的操作模擬。DCR-II模型或外部模型。該方案中，建立了兩個環路的DCR-I模型和DCR-II模型，用于完成電纜導體溫度的實時計算，48小時運行模擬和計算。態電流欠壓。中，實時驅動器溫度是程序安全監控的主要指標，其警告線和報警線分別設置在75°C和85°C。了驗證當前電纜中DCR-I模型的有效性和準確性，武漢高壓研究所在實施該方案之前收費并進行了驗證測試。DCR-II模型的特點是對環境的適應性：在實驗室中模擬幾個環境的成本很高，測試周期很長，因此驗證測試不合適。于DCR-II模型預測了電纜的表面溫度，因此計劃在運行階段（前六個月內）完成現場驗證。DCR-I模型的驗證測試如圖2所示。試驗證過程分為三個階段：準備：測試電纜回路系統內置于測試室，如圖所示下圖;為了滿足實際應用，測試驗證對象是在線DCR。統I由一個小型DTS子系統和一臺DCR-I計算機組成;根據測試電纜回路的參數對DCR-I模型進行建模，并將DTS檢測到的分布溫度和實時電流作為計算，顯示和校正的輸入條件。意驅動器的溫度。
　　準溫度記錄儀和當前記錄儀構成標準測試記錄單元：它通過以下方式實時收集和記錄電纜表面溫度，導體溫度，環境溫度和電流。個熱電偶和電流互感器作為測試系統連接。量數據，其中用于檢測導體溫度的熱電偶插入在導體中穿透的電纜中間部分的小孔中。作：應用特定環境條件，啟動測試循環，標準測試記錄單元和DCR-I系統;結論：總結和比較標準測試數據文件和DCR-I系統生成的計算報告，然后給出驗證結論。試環境設計有三種方式：空中自然對流，強制通風和洪水;鋪設電纜有兩種方法：緊密粘合和松散抓握。中，由于本項目監測的電纜全部浸入水中，無法保證通過管道的電纜會粘附在電纜表面，浸入式測試箱水和電纜松散連接是專門設計的。小時隨機調節施加的充電電流，并且導體的溫度可在允許的范圍內盡可能多地變化。施了四個測試用例（見表1）。3顯示了由情況3的計算比率DCR-I產生的當前溫度響應曲線.X軸坐標是測試的持續時間，持續16小時，軸的主坐標Y是電流，單位是A.Y軸的子坐標是溫度，單位是°C。折曲線表示充電電流，其他三條曲線表示溫度。過DCR-I從上到下計算的驅動器，由DCR-I計算的電纜表面溫度和由DTS檢測的光纖溫度。結所有測試數據，得到驗證結果：在所有測試案例中，導體溫度的最大偏差和由DTS和DCR-I組成的驗證系統計算的測量值不超過2.0°C。種差異可以滿足實際在線監測的要求。測試從環境角度驗證了DCR-I模型的獨立性：它可以在各種環境條件下以穩定可靠的方式計算導體的溫度。驗證實，在浸入水中的條件下，電纜表面對光纖的熱阻和分離它們的空間距離不敏感，計算溫度的精度。DCR-I很少或沒有接觸電纜和電纜的表面。距仍然可以保證。外，水浸試驗還表明，由于水的高熱容量，雖然導體的溫度直接是可變電流的函數，但電纜表面的溫度變化低，這證實了電纜的表面溫度直接用作電纜負載水平的監測指標。是不可行的。例現場數據分析監控系統目前已安裝并使用了近三個月。了父線1130和1133之外，由系統監視的用戶對象包括通過電纜的控制線橋。于這些，僅需要溫度異常監視功能。目前為止，受監控的用戶對象處于安全狀態。示和分析了2008年6月至7月期間1130主線的數據。面使用的圖形是監控系統的屏幕截圖。配溫度：時間的一個例子是7月21日21:15，如圖4所示。坐標是空間的長度，單位是米，它是由電纜的順序決定的，前102米為B相，104米，C相（相反方向），A相為201至291米;曲線表示當前分布溫度，參見主左坐標的Y軸;最大測量溫度為254米，即30.0℃。個中間曲線實時，從最后10分鐘和最后2個小時，從小到大變化，參考軸坐標在右邊訂購。度變化很大的區域位于電纜井的位置，并受到外部溫度的強烈影響。外，其空間尺度大于10米，這也表明溫度的變化是正常的。些觀察結果表明，被監測電纜的分布溫度相對均勻，沒有異常或明顯的熱瓶頸。高表面溫度指數：跟蹤曲線如圖5所示;最高值為36.4°C（7月19日）;通過每天實時檢測電纜的表面溫度來生成跟蹤曲線。結一整天的數據，您可以獲得最大值，平均值和最小值。中的三條曲線從上到下，即最大日曲線，平均曲線和最小曲線。（曲線之后的以下最大溫升也是相同方式的匯總結果。電路電纜表面的標稱溫度為66.1°C。時采用下火警：警戒線為48°C，警報線為58°C，未來視覺負荷隨環境溫度的變化而調整。標的狀態是安全的。合氣象數據，可以看出表面溫度與天氣條件之間的最大相關性非常高。
　　入7月后，溫度顯著升高：電纜表面溫度在20天內增加約9°C而電荷沒有顯著增加。前，還觀察到降雨可以更新排水中的水并顯著降低電纜的環境溫度。一項觀察表明，由于暴露在大氣中，室外電纜終端附近的電纜部分直接受溫度和陽光的影響，通常可以是溫度的最高點當天的電纜表面。設電纜時，請確保電纜覆蓋該段。值溫度最大增加指標（小于5分鐘）：其跟蹤曲線如圖6所示，最大值為0.6°C（7月19日），礦用電纜指標顯示一條線3.0°C警報和5.0°C警報線。示燈的狀態是安全的。測表明，這些最高溫升的峰值主要發生在早上井附近的電纜段，井內溫度對大氣溫度的變化敏感。指示器配置為查找電纜的故障點。是，受外界氣溫影響的上述部分電纜（儀表長度）的影響與電纜故障引起的熱現象一致;因此，我們可以認為第一個構成第二個噪聲源。涉及指標如何設置警報閾值的問題。果閾值設置得太低，則可能導致許多錯誤警報，如果設置太高，則可能找不到電纜的故障點。前計劃包括根據指標在運行開始時的歷史信息統計調整指標的告警閾值，例如將歷史數據的平均值加上標準差的幾倍，報警線2.0次，警告線3.0。間。高導體溫度指數：由三個負載電流和表面溫度變量組成的跟蹤曲線稱為電流 - 溫度響應曲線;圖7顯示了以天為單位的時間單位;指標的最大值是42.5度（7月19日）。），最小值為29.8度（6月29日），該指標的警告線為75°C，警報線為85°C。示燈的狀態是安全的。纜導體的溫度是監控電纜當前負載水平的關鍵指標。DCR-I模型實時計算駕駛員的溫度，而監控系統將最后60分鐘（實時更新間隔時間單位），最后4天（小時）和過去365天（以天為單位）。流 - 溫度響應的彎曲視圖。據匯總方法與上述兩個指標不同：驅動器溫度吸收階段的最高值和電纜的電流平均平均溫度。些視圖提供了電纜回路充電水平的狀態和歷史的直觀表示。這些圖中可以得出結論，電纜的當前負載水平較低，并且由于當前的負載條件和環境條件，它在最近幾周應該保持安全。態電流分析：監測系統提供了對未來48小時運行的模擬（圖8），以小時為單位的當前溫度響應曲線表示為標稱負載566A（標稱值）的模擬。中的垂直線對應于當前時間。（6月19日下午1:00），左側對應于歷史曲線，右側對應于預期電流參考值，并計算電纜表面溫度和導體溫度。算表明預測的導體溫度可以達到58℃。一個例子的結果是導體溫度可以達到85℃，給定電流為905A。歸納如下：在當前狀態下，電路可以承受其額定負載566A，并且其當前負載容量可在短時間（48小時）內達到905A。擬的計算基于通過在線監測監測系統獲得的每日負荷曲線（24小時）。面指出的電流是作為負載曲線時間的函數的最高值。小時運行模擬和當前負載能力的計算由DCR-II模型執行。DCR-II模型通過識別方法獲得了周圍環境中瓶裝點的散熱特性。而，當進入條件不夠嚴格（例如白天和夜間負載之間的低負載或低負載）或外部干擾（例如，外部干擾）時，識別方法不能產生識別結果。纜井口附近的瓶頸點受天氣條件影響）。這種情況下，監控系統將要求用戶有助于捕獲某些已知的環境條件。于在較短時間尺度上操作模擬和允許電流（小于電纜傳熱時間常數，通常是幾小時），DCR-I可以給出非常明確的結果。于電流大于48小時的計算，可以使用基于最新當前溫度-365天響應曲線數據的穩態計算手動完成。結該項目的實施為DTS應用監控電纜安全提供了一個很好的論據：在這種情況下，監控系統使用智能計算機分析方法來執行兩個關鍵任務：監控電纜溫度異常和電纜安全負載監控。
　　作是一種有效的保護手段。
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