[发明专利]一种基于GPRS网络的电力电缆温度在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集检测系统，特别涉及一种利用GPRS系统检测电缆温度的系统。

背景技术

伴随我国国民经济的迅猛发展，城市建设和企业现代化程度提高，作为国民经济命脉的 电力行业遇到了前所未有的挑战。为了满足供电需求，城市电网中电力电缆所占的比重越来 越大，从而导致对电力电缆的运行管理、检测维护的工作量越来越多。我国城市电网改造有 两个显著的特点，一是供电方式环网化，二是输配电网络电缆化。其中输配电网络电缆化就 是将城市中的10KV(或者更高电压等级)架空输电线路改为地下敷设的电缆输电线路，以提高 供电可靠性和美化城市环境。为了安全提升电力电缆的输送能力，保障电力电缆设施的运行 环境以及电力电缆设施的本体安全，必须对现存的电缆监控系统做出改进以监督电力电缆新 的运行状态。

在直埋埋地电缆的周围，湿度的迁移与蒸发和电缆的温度变化有着密切联系。在隧道安装的 电缆，空气的对流、电缆本身和隧道墙壁的热辐射、热对流也都对导体温度有影响。当电缆 直埋时，如果环境的热特性是稳定的，基于环境的电缆温升可以通过线性叠加法解决，但环 境是一个非线性的热特性时，线性叠加法并不适用。由此可见如果能够根据电缆的实际运行 状态和运行环境，模拟出电缆的安装环境及电缆的运行状态，使得导体温度的计算更加精确， 这样就能够对电缆运行负荷进行实时监控和调整，不仅使电缆本身的带负荷能力得到充分地 发挥，而且能够及时发现电缆运行中不正常的状态，对解决电力调度中紧急状况下的电力供 应问题起到积极的作用。

所以，无论是从电力电缆自身的安全运行角度，还是从电力系统调度需要的角度出发， 都需要对电力电缆的运行状况进行实时监测。为了保障电缆在无故障风险下的运行下提高电 缆利用率，对电缆的实时监测越来越重要，因此实时导体温度信息的获取就有其更积极的作 用了。为此本文根据电缆本身的发热特性并综合影响电缆温升的环境因素，对电缆导体实时 温度计算进行了分析。

发明内容

本发明的目的就是对电缆的运行温度实时监测计算，使得高压电缆在不超过温度极限的 情况下承载更多的负荷，并能够预测电流增加引起的温升以防电缆运行中紧急负载引起的温 度超限，以及对电力电缆运行环境进行动态检测，从而提升电力电缆在实际运行状态下的带 负荷能力。同时，对电缆异常运行状况做出警报及切断动作，并将这些信息传递给电力调度 人员作为他们进行检修和调度的一个依据。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于GPRS网络的电力电缆温度在线监测系统，其组成包括：导体元件、温度检测模 块、GPRS无线通讯模块、电缆表面温度采集电路、电流测量电路、数据监控服务器，其特征 在于温度检测部分需要电缆表面温度采集电路和电缆工作电流测量电路，将收集转换后的电 压值经过AD转换器转换为数字量传送至单片机进行温度公式计算，最后将得到的温度数值通 过RS-485总线传输给GPRS无线通信模块。

所述的一种基于GPRS网络的电力电缆温度在线监测系统，其特征是：设计的温度采集 电路中是采用分流稳压器TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源，采用R1、R2、 PT100构成测量电桥，其中R1＝R2，R19为100Ω精密电阻，由于PT100在0℃时的电阻是100 Ω，所以当传感器的电阻值和R19的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号。

所述的一种基于GPRS网络的电力电缆温度在线监测系统，其特征是：电流互感器的二 次回路相当于一个电流源，并联上一个200Ω的电阻形成电压源，电压最大值为0.5V，经过 同相比例放大电路，放大倍数A＝(1+R47/R46)(R49+R48)/R49＝10，使放大电压最大值为5V。

本发明的电力电缆的温度监测主要是测量电缆工作时的导体温度，之后将温度数值经 GPRS无线通讯模块传输至监控中心。而温度计算部分需要电缆表面温度采集电路和电缆工作 电流测量电路，将收集转换后的电压值经过AD转换器转换为数字量传送至单片机进行温度公 式计算，最后将得到的温度数值通过RS-485总线传输给GPRS无线通信模块。