輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

葛濤　厲剛　國網(wǎng)山東省電力公司微山縣供電公司　277600

?

輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

葛濤厲剛國網(wǎng)山東省電力公司微山縣供電公司277600

【文章摘要】

輸電線路是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵和電能輸送的紐帶，一旦發(fā)生運(yùn)行障礙，就會造成區(qū)域電力系統(tǒng)的崩潰，導(dǎo)致嚴(yán)重的電網(wǎng)事故，所以輸電在線監(jiān)測技術(shù)是提高電網(wǎng)安全運(yùn)行和輸送能力的必然要求。本文討論了輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)中存在的共性問題，分析了信息采集技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，建立了輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)模型，對未來的輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】

輸電線路；在線監(jiān)測；技術(shù)應(yīng)用

1　輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)機(jī)理

輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是由各種前端監(jiān)測裝置和系統(tǒng)前站組成，其中系統(tǒng)前端有輸電線路運(yùn)行狀況監(jiān)測和顯示中心，實(shí)現(xiàn)對前端監(jiān)測到的信息的統(tǒng)計、分析、處理、查詢和控制等作用。前端監(jiān)測裝置是輸電線路的各種遠(yuǎn)端監(jiān)測、近端監(jiān)測和控制裝置，例如數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)終端單元和各類傳感器等。輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)具有高度集成性、可以實(shí)現(xiàn)采集、處理和傳輸數(shù)據(jù)的作用，如圖1，可以通過設(shè)計前端監(jiān)測裝置來全天候和全方位的監(jiān)測輸電線路本省和周邊環(huán)境的狀況，并進(jìn)行采集和處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用4G無線網(wǎng)絡(luò)將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶筇毂O(jiān)控主站對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、顯示，及時發(fā)現(xiàn)并處理輸電線路的故障，保持輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)，從而提高輸電線路的穩(wěn)定性和可靠性，實(shí)現(xiàn)對輸電線路的可控、在線控制、智能控制。

1.1在線監(jiān)測主站系統(tǒng)

輸電線路在線監(jiān)測主站采用分布式結(jié)構(gòu)和冗余、集群技術(shù)配置方式，既保持了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，又滿足了系統(tǒng)安全防護(hù)的要求，與外部通訊系統(tǒng)配置硬件防火墻，硬件方面應(yīng)滿足IEC61970CIM/CIS和IEC61968 UIB電力企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成總線，以便于各系統(tǒng)的互聯(lián)、信息交流和用戶再開發(fā)。

1.2數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)

對輸電線路本省和周邊的環(huán)境進(jìn)行全天候的監(jiān)測，這對監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)控信息傳輸?shù)膶?shí)時性、可靠性有很高的要求，所以無線信息傳輸方式一直是輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的研究關(guān)鍵。由于傳統(tǒng)的無線通信方式無法實(shí)現(xiàn)輸電線路的實(shí)時監(jiān)測，所以本文提出來無線4G網(wǎng)絡(luò)輸電線路在線監(jiān)測的通信方式，通過實(shí)驗(yàn)，該方式可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息的高效、快速的傳輸。主站系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，從而提高圖片、數(shù)據(jù)的傳輸可靠性，主站監(jiān)控設(shè)備按照骨干層、核心層、匯聚層結(jié)構(gòu)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心一點(diǎn)接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

2　輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

2.1在線監(jiān)測技術(shù)基本要求

輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用具有必要性和可行性，這對于保障輸電線路的安全運(yùn)行具有非常重要的意義。為逐步規(guī)范輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)，輸電線路在線監(jiān)測裝置應(yīng)滿足以下基本要求：

1）從分考慮輸電線路運(yùn)行人員在高空作業(yè)環(huán)境下安裝方式的簡便和可靠;

2）安裝標(biāo)準(zhǔn)確定數(shù)據(jù)傳輸方式和存儲方式，以便于實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理;

3）安裝的裝置不能成為線路的薄弱點(diǎn)和隱患，不能影響線路機(jī)械性能的可靠性;

4）安裝的裝置應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的電暈要求和無線電干擾要求，確保線路電氣性能的可靠性;

5）能抵抗輸電線路電磁場，適應(yīng)各種惡劣氣候，無需外在電源，免維護(hù)，保障輸電線路的長期穩(wěn)定運(yùn)行;

2.2在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用范圍

1）輸電線路覆冰在線監(jiān)測

輸電線路在覆冰狀況下，依托后臺診斷分析系統(tǒng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對線路冰害事故的提前預(yù)測，輸電線路覆冰狀況有2種工作原理，其一是通過監(jiān)測線路拉力來反映覆冰狀況，將應(yīng)力傳感器串接在絕緣子上，其應(yīng)用前提為應(yīng)力傳感器通過試驗(yàn)和安全性論證。二是通過監(jiān)測導(dǎo)線傾斜角、弧垂等參數(shù)來反映覆冰狀況，不需要改變線路參數(shù)、不會影響線路的運(yùn)行安全。

2）輸電線路導(dǎo)線舞動監(jiān)測

導(dǎo)線舞動會嚴(yán)重?fù)p害線路，造成螺絲變形、金具斷裂、塔材、導(dǎo)線落地、折斷，出現(xiàn)大面積停電。其原理是：根據(jù)檔距和線路的具體情況，在導(dǎo)線中安裝適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線舞動監(jiān)測儀，并采集3個方向的加速度信息，依據(jù)對監(jiān)測點(diǎn)基本信息，分析線路的舞動半波數(shù)及計算導(dǎo)線運(yùn)行的軌跡相關(guān)參數(shù)，判斷舞動危害，從而發(fā)出報警，避免倒塔、放電等事故的發(fā)生。

3）輸電線路氣象和導(dǎo)線風(fēng)偏在線監(jiān)測

輸電線路氣象和導(dǎo)線風(fēng)偏在線監(jiān)測可以分為風(fēng)偏校驗(yàn)提供實(shí)測依據(jù)和監(jiān)測點(diǎn)所在線路設(shè)計。通過檢測中心對送電線路所經(jīng)區(qū)域氣象資料的觀測、記錄、收集，積累運(yùn)行資料，完善風(fēng)偏計算方法，同時準(zhǔn)確地記錄輸電線路桿塔上最大瞬時風(fēng)速、風(fēng)壓不均勻系數(shù)、強(qiáng)風(fēng)下的導(dǎo)線運(yùn)動軌跡等，為制定合理的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)數(shù)據(jù)。

4）輸電線路導(dǎo)線微風(fēng)振動監(jiān)測

微風(fēng)振動是造成高壓架空輸電線路疲勞斷股的主要原因。微風(fēng)振動對架空線路造成的破壞是長期積累的，所以具有很強(qiáng)的隱蔽性。微風(fēng)振動監(jiān)測系統(tǒng)通過振動監(jiān)測儀來記錄導(dǎo)線與線夾的最后接觸點(diǎn)以外一定距離彎曲振幅、頻率和線路周圍的風(fēng)向、風(fēng)速、濕度、氣溫等氣象環(huán)境參數(shù)，并結(jié)合導(dǎo)線力學(xué)性能，分析導(dǎo)線的疲勞壽命和線路微風(fēng)振動的水平。

3　結(jié)束語

我國電網(wǎng)的發(fā)展將提高運(yùn)用的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性放在首位，實(shí)現(xiàn)降低用戶費(fèi)用、節(jié)能減排的目標(biāo)，著為輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的指明了發(fā)展方向，所以，今后輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用應(yīng)該優(yōu)化基礎(chǔ)算法、提高穩(wěn)定可靠性和實(shí)時性、合理利用能源，本文蘇輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)，從信息采集和傳輸?shù)葞讉€方面對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了分析研究，并提出了監(jiān)測模型，是輸電線路在想監(jiān)測技術(shù)具備了基本的技術(shù)先進(jìn)、對象全面、裝置可靠、科學(xué)合理的特點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃新波、孫欽東、王小敬等.輸電線路危險點(diǎn)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)[J].高電壓技術(shù).2007

[2]劉和云、周迪、付俊萍等.導(dǎo)線雨凇覆冰預(yù)測簡單模型的研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報.2001

[3]劉麗榕、王玉東、肖智宏等.輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通信傳輸方式研究[J].電力系統(tǒng)通信.2011

[4]胡毅.輸電線路運(yùn)行故障分析與防治.北京:中國電力出版社.2007

[5]葛耀中.輸電線路高頻保護(hù)[N].西安:西安交通大學(xué)出版社.1986

圖1　輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)機(jī)理圖