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1、高压电缆在线监测集成平台高压电缆在线监测集成平台技术报告技术报告一、总述一、总述三、架构设计三、架构设计 四四、平台功能设计平台功能设计五五、系统功能系统功能二、总体目标二、总体目标 高压电缆在线监测集成平台是一个集成了光纤测温、导芯温度计算、局部放电、环流、视频、隧道环境等实时状态监测的综合在线监测平台，以三维GIS和WEB电气图相结合的形式，提供各项监测数据的实时状态显示、分析和记录，以及历史监测数据的查询、索引和回放等功能，为确保整个输电电网安全稳定运行，实现输电电网的在线状态监测和分析、智能预警及运行监控，达到应急指挥、快速反应的目的提供支持。1、以地理信息系统（GIS）为基础，建设高
2、压电缆状态集成监测平台，通过规范的系统接口，集成各个子系统的功能；通过计算机网络，利用桌面计算机进行可视化的监测、预警、分析、管理等功能。2、实时显示和分析高压电缆温度分布、载流量、局放、环流等状态数据，为输电电网的运行能力提供数字支持。3、实时采集、监控电缆隧道内如水位、风机、气体等各类环境状态数据，保证输电电网的安全运行。4、与视频监控、门禁报警等系统联动，实现入侵录像等功能，防止人为事故的发生。5、在高压电缆状态监测的背景下，配合输电线路，变、配设备线状态监测和分析，最终融合到输、变、配设备状态监测体系之中。6、借助三维GIS展示方式的监测系统，符合供电单位的现实管理需求和未来发展需要。
3、它以数字地图为背景，实现对供电单位管网空间数据的空间分布展现，地下管线及地面景观三维漫游和设施属性数据的管理、查询、统计分析功能，为电厂规划、管理、建设提供技术决策支持。7、借助WEB电气图展示所有监测对象的状态数据，提供全局监测决策功能。1.基于二维、三维 GIS、WEB电气图展现平台。2.基于消息总线结构，子系统之间通过消息总线进行通讯3.分布式并发系统，基于COM和EJB规范的系统。4.消息格式遵循标准TCP/IP格式。5.信息采集采用实时和数据库采集两种方式。6.设备编码遵循信息部规范进行编码，按照PI数据格式写入。1.实时在线监测各子系统设备。2.集成所有的监测子系统的数据。3.系统
4、采集后的数据将第一时间存放在数据层的中心数据库中，并由系统层进行访问。4.电网模型基础数据，同步广州局的 EAI 数据库。提供与监测层的接口服务，采用TCP/IP 协议，利用Socket 方式进行通信，并建立统一的接口标准，采集的数据写入监测平台数据库。采集的监测设备数据包括：（1）光纤测温数据（2）局部放电数据（3）环流监测数据（4）环境监测数据（水位、气体、门禁、风机、照明等）（5）视频监控数据 监测主机与在线监测平台建立心跳握手功能，如果在线监测平台发现监测主机没有信号，实时发出报警，通知管理人员监测主机发生故障。表现层是平台的核心层,是平台与各子系统之间的连接纽带，也是各种逻辑业务的实
5、现，其中消息服务器（Message Server）是高压电缆在线监测平台集成的核心中间层，是集成平台和各分布式应用系统的联系纽带，负责平台和各子系统之间的通讯。基于数据层为用户提供各种业务逻辑。（1）在线监测实时状态处理。（2）在线监测数据逻辑分析、计算。（3）对监测指标以策略的方式对被监控设备数据进行分析，报警判断。（4）将分析、计算结果写,在适当的时候发出相应警报。（5）用户统一管理。（6）报表模块根据具体业务基于采集到的资料,实现各种业务报表,策略支持模块。主要是系统各功能的展现，表现形式可以为C/S的客户端，B/S架构的浏览器方式，并以三维GIS、WEB电气图系统来展示各种集成的功能。
6、包括光纤测温监控、局部放电监控、环流监控、故障定位、隧道环境监测、载流量计算、视频监控等子系统的综合集成。高压电缆在线监测集成平台从架构上可以分为以下几个部分：1.消息服务器（Message Server）是整个集成平台中的各分布式应用系统的联系纽带，起到上传下达作用。2.中心系统监测操控平台（Smart Desktop）完成对电缆状态的实时监测和操作接口。3.系统管理中心（Smart Manager）是集成平台中的公共系统管理模块，包括整个系统的用户权限，认证等，与广州局权限统一。4.接口规范 是中心系统与外围系统进行数据交换的软件规范，以便其它子系统及后来子系统的接入。5.业务及数据服务中
7、间件 业务及数据服务中间件是平台中的后端服务层，将接口及数据库隔离开，增加了系统数据的安全性同时又增加了系统的可扩展灵活性。6.展示系统 基于三维地图的GIS平台，基于WEB电气图平台对各个子系统进行有机集成。消息服务器（Message Server）是高压电缆状态在线监测平台集成的核心技术与软件，是集成平台和各分布式应用系统的联系纽带，负责平台和各子系统之间的通讯，并将数据实时采集到指定数据库中，消息服务器的应用分为：消息订阅管理消息接收消息转发消息日志管理l三维三维GISGIS展示系统展示系统lWEB电气图展示系统电气图展示系统 l光纤测温光纤测温l环流监测环流监测 l局部放电监测局部放电
8、监测 l隧道环境状态监测隧道环境状态监测l隧道视频监控隧道视频监控l用户管理用户管理l告警管理告警管理 三维GIS平台主要显示三维电缆及内部设备设施的建模和图形展示，并根据集成平台提供的监测设备、对象与监测子系统的对应关系，开发针对检测设备或对象的监测子系统列表页面展示。温度、局放、环流等相关监测数据超过报警阀值时，相应的监测点或监测设备高亮闪烁。数据渲染总共分为5大模块，分别为光纤测温，局放，环流，环境监测以及视频监控。以下为测温，环境监测的渲染功能描述。光纤测温数据渲染，通过在三维GIS中打开测温渲染开关，向中心平台获取实时监测数据请求，在三维GIS中以固定距离为一个监测点进行渲染，以不同
9、颜色进行区分每个监测点的温度状态，当有某一点超过电缆温度的阀值时，以指定的警告颜色展示来通知用户该点温度超过阀值。从而可从全局电缆中直观得反映当时的电缆温度状态。环境监测数据渲染，通过用户在三维GIS平台中打开环境监测渲染开关，三维GIS平台以HTTP的方式向中心平台发送监测点的ID，中心平台通过WebServices返回监测数据，在三维GIS平台中以每个对象为一个监测点进行渲染，以每个点的监测范围进行数据的渲染。其中环境监测数据具体分为水位，湿度，有害气体等。其中水位监测数据实现直观水位量展示，其他监测数据与测温数据渲染方式类似。由于各监测子系统在三维模型上的展示方式不同，将光纤测温、环境监
10、测、环流监测及局放监测的告警方式分别列出。1.光纤测温：3DGIS模块将通过定时器单位时间内读取中心平台数据库中的监测对象每个点的最新温度数据，通过渐变色这个直观的方式来区分电缆温度状态。当监测点温度高于阀值时，监测点高亮并闪烁。用户点击告警点时，弹出信息提示框，显示告警信息。2、环流监测、局放监测 集成平台将与环流监测子系统和局放监测子系统厂家通过SOCKET方式建立持续性连接，并建立监测结果监听机制，一旦某一时刻某一监测对象的环流值高于阀值，就向3DGIS模块发送请求，将告警的相关信息发送给3DGIS模块，3DGIS模块响应请求，将此对象高亮闪烁以实现告警。3、环境监测 集成平台将与环境监
11、测子系统通过SOCKET方式建立持续性连接，中心平台建立监测结果监听机制，一旦某一条记录里有告警信息标识，集成平台向3DGIS模块发送HTTP请求，将告警相关信息发送给3DGIS模块服务器，3DGIS模块解析后，高亮闪烁该告警监测设备。1、电气图是集成所有电缆、所有子系统的总电气图。2、电气图上包括所有各种实际监测对象和设备。3、通过点击各个监测对象，可以实时展示出对应的WEB页面、实时数据和报警。4、能够通过电气图进行实时曲线和历史曲线查询和统计。5、用户可以在不点击热点的情况下，鼠标停留一定间隔，将能及时弹出对应设备的状态或者相关信息。6、电气图还可以根据温度变化进行实时渲染，可以直观的展
12、示电缆的实际效果。1）GIS 呈现A.在 GIS 上呈同电缆的热谱图，不同温度用不同颜色显示。B.在电缆回路上显示报警指标的当前的量值，并以不同的颜色显示其安全状态，通常使用：绿色、黄色、橙色、红色；如果对电缆进行了分区，则标识分区信息。C.在预警事件发生时，主界面给出报警事件提示对话框或其他显著的提示方法。D.通过电缆可以查看它的分布温度、温升尖峰曲线。2）WEB呈现A提供每个回路的分布温度和温升尖峰曲线，可调整显示比例，察看分布温度或温升尖锋曲线的局部细节；B提供导体温度计算结果历史曲线，即负荷温度响应曲线：其中横轴为时间，纵轴为温度和电流，显示电流，检测的电缆表面/护套温度曲线；C提供电
13、缆分布温度、温升尖峰曲线。接地环流监控子系统采集在交叉互联箱和终端接地箱处的接地电流、电缆负载数据等基本参数，并进行显示和预警，提供：显示交叉互联箱和终端接地箱处接地电流的当前量值，并以不同的颜色显示其安全状态。查看交叉互联箱和终端接地箱的接地电流参数的历史发展趋势图。预警触发，并支持设置报警策略，超限报警等功能。通过点击主界面中的实时通过点击主界面中的实时值可以打开这个参量的实值可以打开这个参量的实时曲线时曲线 通过点击通过点击“历史曲线历史曲线”按钮可以看按钮可以看到相应的历史曲线到相应的历史曲线 通过点击主界面中的通过点击主界面中的“实时报警及报警查询实时报警及报警查询”局部放电监测子系
14、统采集放电量，放电相位，放电次数，时间，位置等基本局部放电参数、及报警资料，在接头和终端头上显示当前的放电量值，提供：实时显示各接头和终端头上显示当前的放电量值，并以不同的颜色显示其安全状态查看接头或终端头的放电波形查看接头或终端头的放电谱图查看接头或终端头的局放发展趋势图线路查看线路查看,显示当前显示当前线路监测的传感器的线路监测的传感器的安装位置示意图安装位置示意图 告警记录查看告警记录查看,当前当前线路的全部记录线路的全部记录，点击进入当前警报线点击进入当前警报线路的详细信息路的详细信息 图图02.02.警报记录查看警报记录查看历史历史图谱进行查看图谱进行查看、分析、分析。可按照日。可按
15、照日、月的方式进行查看、月的方式进行查看。隧道环境状态监测子系统采集空气含氧量、有害气体监测、水位等基本环境参数、及报警数据。并进行预警与显示，提供：1.在GIS上呈现所有监测设备的安装点，并显示当前的监测值，用并以不同的颜色显示其安全状2.提供水位、空气含氧量、有害气体的实时监控图表3.查看各监测设备的监测参数的历史发展趋势图。4.接收监控中心的指令开关风机、水泵、照明系统。5.提供预警触发设置，并提供报警策略设置，以支持多种报警方式。6.环境监测WEB页面提供下达指令控制前端设备等功能。1）在 GIS 和WEB电气图上呈现所有的视频点位置，如果视频点的位置有故障时进行特殊标识。2）显示实时
16、视频：用户点击某个视频点时，系统调用视频监控系统接口，显示该位置的实时视频。3)显示历史视频：用户可以从视频监控系统接口中调用历史视频。4)显示有故障信息的历史视频：用户可以从视频监控系统接口中调用有故障信息的历史视频。5)能够将视频调用到大屏幕进行显示和控制。1、可监测所有运行不正常的子系统。2、查看所有隧道监测预警报警信息、黄色灯表示预警，红色灯表示报警。3、可单独查看任意一个子系统的所有预警报警信息。4、可以查看所选的子系统在选择的时间段内的所有预警报警信息。5、可以查看具体某一预警的详细信息。系统管理（Smart Manager）是高压电缆在线监测系统中的公共系统管理模块，负责对用户、用户组、权限分配、系统配置、日志审讯、字典等进行管理。系统管理中心（Smart Manager）同时为集成系统中的其它子系统或模块提供系统管理服务。
