輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究

摘要：隨著智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，發(fā)輸變電所普及的的范圍越來(lái)越廣泛，輸電線路的長(zhǎng)度和設(shè)備也顯著增加。目前，對(duì)于智能化輸電線路的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)還處于摸索階段，急需提高，因此輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)成為了重要的研究課題。文章從智能化輸電線路建設(shè)和發(fā)展方向著手介紹了輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的重要性和必要性。其次介紹了智能化輸電線路的自檢自愈能力、防御性能和效率等方面特征，指出了實(shí)現(xiàn)輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵。最后，介紹了幾種輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法，如輸電線路地理信息系統(tǒng)GIS、機(jī)器人巡線、無(wú)人機(jī)巡視和輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

關(guān)鍵詞：輸電線路；智能化；自建自愈；運(yùn)行維護(hù)；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）15-0009-02

1智能化輸電線路建設(shè)和發(fā)展

隨著智能電網(wǎng)在我國(guó)逐步推廣和大面積的應(yīng)用，輸電線路無(wú)論是電壓等級(jí)還是輸電距離都顯著提高。近年來(lái)傳感器技術(shù)、測(cè)量設(shè)備的精度和控制方法水平的提升為發(fā)變電系統(tǒng)智能化進(jìn)程提供了巨大幫助，只有輸電線路還稍微滯后，但也在有條不紊的建設(shè)和投運(yùn)中，這就急需我們對(duì)智能化輸電線路進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的研究。輸電線路智能化是在先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化的輸電方式。需要克服原有輸電線路在輸電建設(shè)過(guò)程中所遇到的惡劣自然地理?xiàng)l件、老化和斷線等故障問(wèn)題，因此在建設(shè)智能化輸電線路是應(yīng)該安裝自行運(yùn)行和維護(hù)的智能化體系，如可根據(jù)事故進(jìn)行預(yù)警、診斷和故障定位等功能，使得維護(hù)工作有充分時(shí)間而不影響輸電質(zhì)量。同時(shí)在智能化輸電線路建設(shè)中使用了大量的通信和測(cè)量手段，需要對(duì)大量的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、分析和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解決問(wèn)題的能力，因此有必要最大程度的發(fā)展在輸電線路中的計(jì)算機(jī)技術(shù)和科學(xué)的分析處理方法。

2智能化輸電線路的特征

智能化的輸電線路因其定義為基于先進(jìn)通信技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)的自動(dòng)化輸電方式，因此具有與傳統(tǒng)的輸電線路不同的特征。了解這些特征，對(duì)于輸電線路智能化的運(yùn)行維護(hù)有很大幫助。智能化輸電線路最主要的特征是具有自我檢測(cè)和修復(fù)的能力，主要通過(guò)在線檢測(cè)線路運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行安全穩(wěn)定的分析，快速對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，然后通過(guò)快速的自動(dòng)重合閘或切除故障段并啟用備用線路實(shí)現(xiàn)整個(gè)線路輸電不中斷。其次，智能化輸電線路要安裝眾多的測(cè)量保護(hù)裝置，必須要具有很強(qiáng)的兼容性，同時(shí)還要滿足快速處理能力和具有集成性，以滿足線路建設(shè)的可行性。最后，智能化輸電線路和傳統(tǒng)的輸電線路一樣，還具有超強(qiáng)的抵御自然災(zāi)害或人為破壞的能力，這樣才能保證電力用戶的供電質(zhì)量。

3輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究

輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和輸電線路建設(shè)配套使用的自動(dòng)化測(cè)量和監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)。該技術(shù)從目前使用情況和未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展前景來(lái)看都是必不可少的，符合時(shí)代的需要和智能電網(wǎng)運(yùn)行的需求。隨著我國(guó)不斷對(duì)原有輸電線路進(jìn)行改造和升級(jí)以及新建設(shè)更高等級(jí)的輸電線路的趨勢(shì)來(lái)看，輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)全面實(shí)施指日可待。通過(guò)一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在已經(jīng)明確了該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的主要方法和相關(guān)技術(shù)要求，指出了實(shí)現(xiàn)輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵所在。

3.1輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)概念

輸電線路智能化維護(hù)是輸電線路正常運(yùn)行時(shí)或發(fā)生故障時(shí)，線路的測(cè)量系統(tǒng)能及時(shí)的將該時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)量得到并傳輸至系統(tǒng)中進(jìn)行處理，再自行判斷和解決的過(guò)程。在該過(guò)程中，還要做到區(qū)分線路中不同的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障部分有效地切除和解決但又不會(huì)對(duì)非故障處造成影響。

3.2輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵分析

從輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的定義可以看出，其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵主要是運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析和處理能力。如何提高這些能力將直接決定該技術(shù)在輸電線路運(yùn)行維護(hù)中是否起作用的關(guān)鍵。對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，近年來(lái)傳感器技術(shù)不斷發(fā)展，開(kāi)發(fā)出了許多微型的具有很高精度的廉價(jià)傳感器，將它們大量應(yīng)用于輸電線路中在理論上能滿足運(yùn)行數(shù)據(jù)采集的要求，但是需要投入大量的財(cái)力和人力進(jìn)行安裝。而要將采集的大量狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行男枰岣邆鬏斈芰Γ梢允褂眯l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)建立一個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行暮?，?shù)據(jù)的處理分析時(shí)整個(gè)維護(hù)的重中之重。如果數(shù)據(jù)處理能力跟不上輸電線路負(fù)載變化速度，那么在切斷故障元件或部分時(shí)，會(huì)引起相關(guān)聯(lián)的非故障元件或部分出現(xiàn)異常反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)可能造成連鎖反應(yīng)，出現(xiàn)大面積停電事故，無(wú)法保障線路的可靠性和安全性。因此，必須充分的結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能化設(shè)計(jì)思路，對(duì)輸電線路數(shù)據(jù)的分析和處理能力進(jìn)行提高。

除了在數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析和處理能力方面需要提高外，整個(gè)智能化運(yùn)行維護(hù)的體制也是實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵。好的運(yùn)行維護(hù)體制一般包括“三集中、九統(tǒng)一”，如：集中管理、集中維護(hù)、集中監(jiān)控和統(tǒng)一的操作維護(hù)管理制度、統(tǒng)一的技術(shù)裝備水平等。在實(shí)現(xiàn)輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)時(shí)，可建立維護(hù)中心，對(duì)輸電線路和相關(guān)設(shè)備從地域、電壓等級(jí)等方面進(jìn)行分級(jí)維護(hù)和集中維護(hù)。

4輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法

4.1輸電線路GIS三維圖像靜態(tài)可視化

輸電線路地理信息系統(tǒng)GIS是通過(guò)GPS、遙感系統(tǒng)和激光雷達(dá)掃描等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合三維地形圖和二維平面圖無(wú)縫對(duì)接，將輸電線路桿塔顯現(xiàn)在地圖上，構(gòu)成輸電線路網(wǎng)。該方法可視化程度非常高，但是前期成像工作復(fù)雜，不適用于我國(guó)大面積輸電網(wǎng)成像，并且制作成本非常高。

4.2使用機(jī)器人巡線維護(hù)

由于我國(guó)地域遼闊，電力資源分布不均，高電壓等級(jí)的輸電線路都在偏遠(yuǎn)地區(qū)和野外，使用人力巡線工作量大且效率不高，地形環(huán)境影響大。因此，使用機(jī)器人在線巡線維護(hù)可以有效的解決上述問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)有的機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例知道，配備了檢測(cè)儀器(紅外檢測(cè)儀、可見(jiàn)光攝像機(jī))的機(jī)器人可沿導(dǎo)線行走，將檢測(cè)的信息傳送給地而裝置，進(jìn)行分析處理。這種方法可以有效地降低人為工作量和避免地形條件的影響，但是氣候環(huán)境特別是冰雪暴風(fēng)對(duì)機(jī)器人巡線有較大影響，且研發(fā)經(jīng)費(fèi)過(guò)高，因此還未得到廣泛使用。

4.3無(wú)人機(jī)巡視

無(wú)人機(jī)巡視是通過(guò)一種無(wú)線電遙控或自載程序操縱無(wú)人駕駛飛行器進(jìn)行的巡視方法。該方法涉及多個(gè)高科技領(lǐng)域，研究難度和科技含量較高，應(yīng)用起來(lái)受到較大限制，現(xiàn)僅有個(gè)別地區(qū)在進(jìn)行試點(diǎn)使用。但是該方法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：巡視過(guò)程中無(wú)需載人，提高巡視續(xù)航能力；操作簡(jiǎn)單，不受氣候影響，且巡視速度快，因此效率比機(jī)器人巡視高很多；同樣可以降低人員工作量和不受地形影響。所以，隨著輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)巡線必將成為一種速度快、效率該、發(fā)展?jié)摿Υ蟮难簿€方式。

4.4輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)事通過(guò)各種探測(cè)器對(duì)輸電線路的溫度、濕度、所受風(fēng)速風(fēng)向、覆冰積雪狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控人員根據(jù)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和圖像對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析，調(diào)度和指揮專業(yè)搶修人員對(duì)事故進(jìn)行搶修和檢修。這樣就形成了一個(gè)集中監(jiān)控，分散處理的監(jiān)控系統(tǒng)，能隨時(shí)對(duì)輸電線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)和維護(hù)。通過(guò)多年的發(fā)展，根據(jù)監(jiān)測(cè)狀態(tài)的不同，輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要可以分為輸電線路覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、輸電線路風(fēng)偏在線監(jiān)測(cè)、輸電線路桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、輸電線路導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)科做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、全天作業(yè)和進(jìn)行預(yù)測(cè)性分析，這是輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)實(shí)現(xiàn)的重要方法，且對(duì)其研究較多，了解也更深刻，因此，如今得到廣泛的應(yīng)用。

5結(jié)語(yǔ)

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)還有待提高，本文通過(guò)對(duì)輸電線路智能化發(fā)展現(xiàn)狀和智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的研究做了簡(jiǎn)要介紹，同時(shí)指出了實(shí)現(xiàn)輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵所在，根據(jù)這些關(guān)鍵點(diǎn)，提出了輸電線路地理信息系統(tǒng)、機(jī)器人巡線、無(wú)人機(jī)巡視和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)方法，也為輸電線路智能化建設(shè)指出了方向。

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