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分布式温度传感技术在电缆温度监测中的应用研究

作　者: 隆辉
导　师: 李雷；黄庆
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 电力电缆在线监测拉曼散射温度
分类号: TM930.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着电力负载的逐年增加,为保障电力供电的稳定,对输配电网络的故障点的监测技术有着急迫的需求。要求能够快速判定电力电缆线路故障的相关数据,并提升其准确性。温度是一个重要状态参量,对于设备温度的监控在电力部门安全生产中占有十分重要的位置。电力电缆在运行过程中,发生电气故障前会有电缆或附件局部温度的上升,从而导致电缆绝缘破坏直至击穿。因此需要实时监测电缆多点位置的温度情况,最好是电缆长度上连续变化的温度分布,以早发现电缆运行存在的安全隐患,起到防患于未然的作用,保证电网运行的安全性。分布式温度传感(DTS)代表了电缆温度监测的最新趋势,可以实现对长数公里,乃至十数公里的尺度下,发现电缆关键的发热点位置,并监测该点温度值。传感器就是光纤本身,还可以显示温度值对应的位置。本论文对基于拉曼散射的电力电缆温度监测系统的理论和技术进行了研究。在详细介绍国内外的电力电缆监测技术研究现状的基础上,通过现场调研,对基于拉曼分布式光纤温度传感器的电缆温度监测系统的结构进行了分析与设计。在系统的温度采集模块设计上,兼顾到系统的测温的灵敏度和高采集速率的要求。同时对温度信号的解调方法进行比较优化,使得温度信号的信噪比提高,改善了测量结果的灵敏度。使用可编程逻辑器件CycloneII实现时序控制和数据采集,采用DSP对采集的数据进行处理并通传送到上位机。利用VC++开发环境编写电缆温度场动态显示软件,对电缆长度上的温度分布状况进行实时显示。最后通过现场试验对电缆温度获得了良好的试验结果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 研究背景与意义  8-12
    1.1.1 研究背景  8-10
    1.1.2 研究意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 国外研究现状  13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
  1.3 研究内容  14-16
第二章系统需求分析与总体设计  16-26
  2.1 现场调研与可行性研究  16-23
    2.1.1 输配电电缆系统运行基本情况  16-20
    2.1.2 电力监控系统概况  20-22
    2.1.3 系统开发可行性研究  22-23
  2.2 系统需求分析  23
  2.3 系统总体设计  23-26
    2.3.1 光纤  24-25
    2.3.2 光电处理单元  25
    2.3.3 控制器  25-26
第三章拉曼分布式光纤温度传感器关键技术  26-39
  3.1 拉曼后向散射  27-28
  3.2 拉曼分布式光纤温度传感器的测量原理  28-33
    3.2.1 测量精度  33
    3.2.2 空间分辨率  33
  3.3 分布式光纤温度传感系统的温度信号的解调方法  33-39
第四章系统器件选型与上位机软件规划  39-51
  4.1 系统工作原理图  39
  4.2 地下电缆表面温度监测系统温度采集子系统设计  39-49
    4.2.1 窄脉冲激光器  39-41
    4.2.2 光器件  41-43
    4.2.3 光电接收机  43-46
    4.2.4 信号处理及控制  46-49
  4.3 上位机子系统规划  49-51
第五章电缆表面温度监测试验  51-56
  5.1 试验项目基本情况  51
  5.2 光纤温度传感器在电力电缆上的安装  51-52
  5.3 实验数据分析  52-55
  5.4 结语  55-56
第六章总结与展望  56-59
  6.1 总结  56-57
  6.2 论文创新点  57
  6.3 展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63

分布式温度传感技术在电缆温度监测中的应用研究

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