近年来,随着电网智能化程度的不断深入,作为电力系统中的主要设备之一,高压开关柜的运行状态对电力系统安全可靠运行有着至关重要的影响。为确保供电的可靠性,对高压开关柜设备运行状态实施持续稳定的在线监测越来越重要。当前针对高压开关柜在线监测系统研究存在的问题主要表现在监测内容单一,不能全面综合的反映开关柜的状态信息;另外,各设备厂商之间采用通信规约不统一,不能保证设备之间信息传输的可靠性与稳定性。基于以上原因,本文研究设计了一套基于IEC61850通信标准的KYN28A-12型10kV开关柜的综合在线监测系统,该系统可以及时发现设备内部的潜在故障和危险,有利于降低设备事故产生的负面影响和损失,具有非常重要的工程实际意义和经济价值。首先,在了解了国内外高压开关柜在线监测技术的研究现状以及主要存在的问题的基础之上,确定了本系统的研究内容,规划了基本研究路线,总结出了系统的整体设计思想。对IEC61850的通信协议模型进行分析;对不同的监测内容进行特性分析,研究对其实施在线监测的可行性与必要性,提出本系统采用的监测策略。此外,根据IEC61850的通信标准对系统进行分层,对系统中的每一层进行阐述。接着,对系统的软硬件进行设计。硬件设计方面,主要包括传感器的选型,其中在断路器触头温度监测方面,针对传统光纤光栅温度传感器灵敏度不高的问题,在裸光栅传感原理的基础之上对其进行了增敏封装改进,设计了增敏封装型光纤光栅温度传感器,经仿真验证,其灵敏度较增敏封装之前提升了近7倍;此外确定了系统采用FPGA+DSP双CPU核心处理器的方案,包括对核心处理器外围电路的设计、供电模块设计、控制策略的设定等;对系统的信息采集单元进行设计,包括运算放大电路设计、滤波电路设计、A/D转换器设计;对系统工控机的工作模式进行设计;提出了在柜内开关室、母线室、电缆室布置CCD摄像头的专家辅助系统思想。软件设计方面,对应系统的硬件设计方案,系统软件设计同样采取模块化设计的思想,完成了对FPGA+DSP软件设计,各监测单元子程序设计、工控机软件设计、视频监控软件设计以及IEC61850的通信实现。最后将搭建完成的系统样机在10kV开关柜功能实验室进行功能性测试,测试结果显示良好,工控机以及后台监控均工作正常,验证了系统的可靠性。