CN109374943A - 一种基于4g通信的高压电缆接地环流在线监测系统 - Google Patents

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grounding circulation
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王浩鸣
李旭
朱明正
于洋
房晟辰
满玉岩
郗晓光
张弛
刘卫平
吴莉萍
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
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Abstract

本发明涉及一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，包括电流测量模块、控制与信号传输模块、远端计算机系统，电流测量模块安装在交叉互联箱的接地处；控制与信号传输模块包括电源模块、RTU模块、4G无线专网模块和卫星同步模块，远端计算机系统通过4G无线专网与位于不同交叉互联箱处的控制与信号传输模块相连接，实现整条高压电缆接地环流在线监测功能。本发明采用4G通信方式将现场测量数据传输给远端计算机系统，从而实现远端监控的高压电缆接地环流在线监测功能，解决了现有方案存在的施工复杂、工期长、成本较高、通信线路的维护困难等问题，有效地降低在线监测系统的构建成本，本发明可以广泛推广应用。

Description

一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统
技术领域
本发明属于电气与通信技术领域，尤其是一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统。
背景技术
近年来，高压电缆接地环流监测技术涌现出来，通过在高压电缆的交叉互联箱安装电流传感器测量接地系统的环流，可以评估电缆线路的运行工况。这种技术采用光纤通信的方式，将采集到的电流信号上传至远端后台服务器。但是，由于光纤通信线路需要沿电缆线路实体敷设，在敷设过程中，通常要开挖道路，其施工复杂、工期长、成本较高、通信线路维护困难，因此难以得到推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、建设及维护方便、成本低廉且使用方便的基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，包括电流测量模块、控制与信号传输模块、远端计算机系统，所述电流测量模块安装在交叉互联箱的接地处；所述控制与信号传输模块包括电源模块、RTU控制模块、4G无线专网模块和卫星对时模块，所述电源模块与RTU模块和4G无线专网模块相连接并为其供电，所述RTU模块与电流测量模块相连接实现电流采集控制功能，该RTU模块通过4G无线专网模块与4G无线网络相连接，所述远端计算机系统通过4G无线网络与位于不同交叉互联箱处的控制与信号传输模块相连接，实现整条高压电缆线路接地环流在线监测功能。
所述电流测量模块包括四个电流互感器，四个电流互感器卡装在交叉互联箱的接地连片处，四个电流互感器分别对应A、B、C三相线和中性线。
所述电流互感器为开合式电流互感器。
所述电流互感器为全封闭结构。
所述电源模块采用蓄电池，或者采用光伏面板。
所述4G无线专网模块上安装卫星同步模块，用于辅助RTU模块同步采集电流信号。
所述卫星同步模块采用北斗卫星对时模块。
所述远端计算机系统安装在监控中心，该远端计算机系统包括专家诊断系统和通讯人机接口界面，实现数据读取、数据分析、数据记录、历史数据查询、波形显示和故障报警功能
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明采用4G通信方式将现场测量数据传输给远端计算机系统，从而实现远端监控的高压电缆接地环流在线监测功能，解决了现有方案存在的施工复杂、工期长、成本较高、通信线路的维护困难等问题，有效地降低在线监测系统的构建成本，本发明可以广泛推广应用。
2、本发明采用卫星同步模块实现高压电缆沿线接地环流信号的同步测量功能，保证了测量的精度。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图；
图2为系统的现场安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，如图1所示，包括如下五层结构：
(1)电流测量模块：采用方便现场安装的开合式电流互感器，卡在交叉互联箱的接地连片处。每个互联箱安装4个电流互感器，分别对应A、B、C三相和中性线。互感器采用全封闭式结构，有较好的防水防潮效果。
(2)本地控制层：在每个交叉互联箱安装1个RTU模块，用于控制本地的4个电流互感器的信号采集时间和采集频率，并将采集到的模拟信号转化为数字信号。RTU模块的电源可以采用蓄电池，也可以在交叉互联箱顶部安装光伏面板取电。
(3)无线传输层：通过4G无线专网模块实现环流信号的无线传输。4G无线传输模块布置在电缆沿线的每个交叉互联箱和远端处理系统。4G无线专网模块外壳采用铝合金，特点是坚固耐用，可以有效的抵御各种恶略环境，抗强电磁干扰，并且高温散热能力强。
(4)信号同步层：在每个4G无线专网模块上安装北斗卫星对时模块，用以辅助RTU控制电缆测量模块在同一时间采集电流信号。
(5)远端处理系统：布置在远端后台的计算机系统，包含专家诊断系统、通讯人机接口界面。数据读取、数据分析、数据记录、历史数据查询、波形显示、故障报警等功能。
上述RTU模块、4G无线专网模块以及电源模块构成控制与信号传输模块。
本在线监测系统的现场安装方式如图2所示，对于一条由A、B、C三相组成的高压电缆线路，在每个交叉互联箱的接地线位置，分散布置电流传感器。分散布置的电流传感器统一接入控制与信号传输模块。远端处理系统可布置在变电站或监控中心。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：包括电流测量模块、控制与信号传输模块、远端计算机系统，所述电流测量模块安装在交叉互联箱的接地处；所述控制与信号传输模块包括电源模块、RTU控制模块、4G无线专网模块和卫星对时模块，所述电源模块与RTU模块和4G无线专网模块相连接并为其供电，所述RTU模块与电流测量模块相连接实现电流采集控制功能，该RTU模块通过4G无线专网模块与4G无线网络相连接，所述远端计算机系统通过4G无线网络与位于不同交叉互联箱处的控制与信号传输模块相连接，实现整条高压电缆线路接地环流在线监测功能。
2.根据权利要求1所述一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：所述电流测量模块包括四个电流互感器，四个电流互感器卡装在交叉互联箱的接地连片处，四个电流互感器分别对应A、B、C三相线和中性线。
3.根据权利要求2所述一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：所述电流互感器为开合式电流互感器。
4.根据权利要求2或3所述一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：所述电流互感器为全封闭结构。
5.根据权利要求1所述一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：所述电源模块采用蓄电池，或者采用光伏面板。
6.根据权利要求1所述一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：所述4G无线专网模块上安装卫星同步模块，用于辅助RTU模块同步采集电流信号。
7.根据权利要求6所述一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：所述卫星同步模块采用北斗卫星对时模块。
8.根据权利要求1所述一种基于4G通信的高压电缆接地环流在线监测系统，其特征在于：所述远端计算机系统安装在监控中心，该远端计算机系统包括专家诊断系统和通讯人机接口界面，实现数据读取、数据分析、数据记录、历史数据查询、波形显示和故障报警功能。
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