新能源在线监测系统 电缆故障预警与装置
定义与作用
集电线路监测子系统是专门用于对风电场、光伏电站等新能源发电项目中的集电线路运行状态进行实时监测、数据采集、分析与故障预警的系统。它能够及时准确地获取集电线路的电气参数、运行环境等多方面信息，保障集电线路的安全稳定运行，提高整个新能源发电系统的可靠性和发电效率。
应用场景
风电场：在风电场中，集电线路将多台风电机组所发的电能汇集起来，输送到升压站。由于风电场的分布范围较广，集电线路可能会穿越不同的地形地貌，面临复杂的气象条件，如强风、雷电等，集电线路监测子系统可有效监测其运行状态。
光伏电站：对于大型光伏电站，众多的光伏阵列通过集电线路将电能汇聚。集电线路的运行状况会影响到整个电站的发电效益，特别是在高温、沙尘等恶劣环境下，该系统有助于及时发现潜在问题。
故障预警与诊断
通过对监测数据的实时分析，系统能够及时发现集电线路的异常情况，并提前发出故障预警。例如，当监测到某一相电流持续且超过设定阈值时，系统可判断可能存在线路短路隐患，并及时发出预警信息。同时，系统可以根据历史数据和故障特征库进行故障诊断，准确判断故障类型和故障位置，为维修人员提供准确的维修依据。
远程监控与管理
运行人员可以在监控中心通过网络远程监控集电线路在不同地理位置的运行状态，无需到现场逐一检查。这大大提高了管理效率，并且能够在发生故障时快速响应。例如，在一个大型风电场，运行人员可以在中控室远程查看各个集电线路的电压、电流等参数，及时发现偏远地区集电线路的问题。
数据存储与历史分析
系统能够对采集到的海量数据进行长期存储，这些历史数据可用于分析集电线路的长期运行趋势。例如，可以分析不同季节、不同气象条件下集电线路的电气参数变化规律，为线路的优化设计、设备选型和维护策略制定提供参考依据。
传感器
电气传感器
电压传感器通常采用电磁式或电容式原理，能够地测量线路电压，并将电压信号转换为可供数据采集设备识别的电信号。电流传感器则多为霍尔效应传感器，它基于霍尔原理，可实现对线路电流的非接触式测量，具有响应速度快、测量精度高的特点。
环境传感器
温度传感器可采用热电偶或热电阻传感器，用于测量集电线路关键部位的温度。湿度传感器基于电容或电阻变化原理来检测环境湿度。气象传感器则包括风速仪、风向标和雷击计数器等，分别用于测量风速、风向和记录雷击次数等信息。
数据采集与传输设备
数据采集负责收集各个传感器采集到的模拟信号或数字信号，并将其进行预处理，如滤波、放大、模数转换等操作，以便于后续的数据传输和处理。
通信设备
采用有线通信（如光纤通信）或无线通信（如ZigBee、GPRS、4G/5G等）方式将采集到的数据传输到监控中心。光纤通信具有传输速率高干扰能力强的优点，适用于长距离、大容量的数据传输；而无线通信方式则具有灵活性高、便于安装维护的特点，在一些分布式的监测点或不易铺设光纤的区域应用广泛。
监控中心软件平台
数据处理与分析模块
对接收到的数据进行进一步处理，包括数据清洗、特征提取等操作。通过分析算法（如故障诊断算法、趋势分析算法等）对数据进行深入分析，以判断集电线路的运行状态是否正常。例如，采用基于网络的故障诊断算法，可以对复杂的电气故障进行准确识别。
人机界面为运行人员提供直观的操作界面，用于显示集电线路的实时运行数据（如电压、电流的实时曲线等）、历史数据查询、故障报警信息等。运行人员可以通过人机界面远程监控集电线路的运行情况，并进行相应的操作，如远程控制一些设备的参数调整等。
