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上海市电力隧道监控系统的研究

作　者: 费斐
导　师: 黄佩伟；应志玮
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与信息工程
关键词: 电力隧道监控系统现场总线控制系统工业以太网
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 303次
引　用: 2次
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内容摘要

随着整个社会、经济的迅速发展,对城市电网的容量和供电可靠性提出了更高的要求。特别在类似上海这样的中心城市土地资源异常稀缺的今天,采用电力隧道内敷设大截面电缆的供电方式已经成为满足中心城区高负荷密度和高负荷增长需要的有效手段。本文对目前正在开展的单一电力隧道建设,以及今后将逐步形成的电力隧道网络的监控形式、管理方式以及其具体实现作了探索性的研究,提出了相应的原则意见。论文从上海城市电网发展对电力隧道建设的需要出发,回顾了电力隧道运行监控的发展过程,分析、评价了电力隧道建设的现状与发展方向,从全面提升电力隧道建设和运行管理水平的角度,论证了建立“电力隧道监控系统”的必要性。在借鉴公路隧道、城市共同沟等工业现场监控系统及其发展历程的基础上,结合对相关技术的跟踪和探讨,提出了“应用数字化传感技术、微处理器技术、总线技术、网络通信技术、数据处理技术、图像处理技术、多媒体技术和控制等技术,完成信息采集、数据传输、综合处理和集成控制功能,最终实现对电力隧道内电力电缆的运行状态、运行环境和各类辅助设备进行有效监控的多功能综合性监控系统”的概念。阐述了电力隧道监控系统应该遵循的主要设计原则,论述了需要实现的三种不同层次的主要功能。论文分析了电力隧道的实际结构、环境特点和监控系统的具体功能需求,根据工业现场总线和以太网技术的发展现状,提出电力隧道监控系统宜采用分层分布式混合网络结构,整个集成系统应包括现场测控和管理控制两个层次。现场测控层采用高速现场总线技术构成多个按隧道区段和个别按特殊功能需要组成的子系统,相对独立地布置分布式现场总线监控系统;管理控制层采用10/100M工业嵌入式以太网(Ethernet)来实现现场测控层的接入和系统集成,完成对众多信息的综合处理和系统协调控制功能。电力隧道监控系统以电缆运行状况的实时监测为主,同时还应兼顾对隧道环境(包括空气温度、气体含量、积水、供电、照明设备)监控、火灾预警和消防联动控制、远程图像监控等功能的实现。对电缆本体的实时状态监测主要通过采用分布式光纤测温子系统和在线绝缘检测子系统共同完成对电缆负载水平、总体绝缘状况等信息的实时在线监测;对隧道环境信息及相关辅助设备状态的监控则主要通过各类现场传感器信息采集、设备状态信息反馈、信号的处理和传输、监控中心服务器对各种(指不同种类或同一种类不同时间段)信号的综合分析、监控系统的指令发送及执行等一系列流程来加以实现;火灾预警和消防联动控制功能的实现则需要整个电力隧道监控系统根据预置程序和操控流程,将各功能子系统迅速有效地集成、协调有序地实现火灾联动控制和后续处理,以最大程度限制事件影响范围,保证电网安全稳定和人身安全。论文结合目前电网建设的特点和现状,还提出了现阶段电力隧道监控技术进一步发展所必须面临的一些设备管理矛盾、外部环境发展不协调以及亟待解决的技术难关等现实问题。

全文目录

摘要  4-7
ABSTRACT  7-13
前言  13-14
第一章上海市电力隧道建设现状  14-19
  1.1 上海电网电力电缆隧道建设的必要性  14-15
    1.1.1 是解决电力负荷高速发展和电力通道资源相对稀缺间矛盾的需要  14
    1.1.2 是满足国际型大都市高标准景观环境要求的需要  14-15
  1.2 上海电网电力隧道建设现状和展望  15-17
    1.2.1 上海电网电力隧道建设现状  15-16
    1.2.2 上海电网电力隧道建设展望  16-17
  1.3 电力隧道监控现状  17-19
    1.3.1 国外电力隧道监控现状  17
    1.3.2 上海电网电力隧道监控现状  17-19
第二章电力隧道监控系统的总体设想  19-22
  2.1 类似隧道监控系统的发展历程  19-20
    2.1.1 公路隧道监控系统  19
    2.1.2 城市共同沟监控系统  19-20
  2.2 电力隧道监控系统及其设计原则  20-21
  2.3 电力隧道监控系统的主要功能  21-22
第三章电力隧道监控系统的结构  22-31
  3.1 现场测控系统的选择  22-25
    3.1.1 现场测控系统的发展历史  22
    3.1.2 现场总线定义及其技术特点  22-24
    3.1.3 现场总线的标准  24-25
  3.2 基于工业以太网的系统集成  25-27
    3.2.1 以太网定义及其技术特点  25
    3.2.2 以太网与工业以太网  25-27
  3.3 电力隧道监控系统结构的确定  27-28
  3.4 电力隧道监控系统网络传输介质  28-31
    3.4.1 传输网络介质  28-29
    3.4.2 电力隧道监控系统网络传输介质的选择  29-31
第四章电力隧道监控系统功能的具体实现  31-43
  4.1 电缆运行状况的实时监测  31-35
    4.1.1 电缆输电容量的实时监测  31-34
    4.1.2 电缆绝缘水平的实时监测  34-35
  4.2 电力隧道环境的监控  35-37
    4.2.1 电力隧道内空气温度的实时监控  35-36
    4.2.2 电力隧道内气体含量的实时监控  36
    4.2.3 电力隧道内积水的实时监控  36-37
    4.2.4 电力隧道内供电、照明设备的实时监控  37
  4.3 隧道火灾预警和消防联动控制  37-40
    4.3.1 电力隧道内火灾的原因及特点  37-38
    4.3.2 电力隧道火灾预警和消防联动子系统的建立  38-39
    4.3.3 电力隧道火灾预警和消防联动子系统工作流程  39-40
  4.4 远程图像监控的实现  40-43
    4.4.1 非法入侵的防范  40-41
    4.4.2 远程视频巡视的实现  41-43
第五章结论与建议  43-45
参考文献  45-47
致谢  47-48
攻读学位期间发表的学术论文目录  48

上海市电力隧道监控系统的研究

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