文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
上海市电力隧道监控系统的研究
姓名:费斐
申请学位级别:硕士
专业:电子与信息工程
指导教师:黄佩伟;应志玮
20071101
上海市电力隧道监控系统的研究

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()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。

关键字:电力隧道,监控系统,现场总线控制系统,工业以太网
AN INVESTIGATION OF POWER TUNNEL SURVEILLANCE
AND CONTROL SYSTEM IN SHANGHAI

ABSTRACT

With the fast development of the whole society and economy in cities, it
needs bigger capacity and higher security of power system. Especially in center
cities like Shanghai, for there is a serious lack of earth resource, the power
supply method of laying big section power cable in a power tunnel is ing
a kind of efficient measure of satisfying the high charge density and increase.
This thesis about investigation of power tunnel surveillance and control sys