分析110kV至500kV架空輸電線路中智能監(jiān)測裝置的應(yīng)用

楊光武

摘??要：隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國電網(wǎng)架設(shè)范圍逐漸擴(kuò)大，而且架設(shè)技術(shù)也在不斷提升。高壓電和超高壓電線路的架設(shè)頻率越來越高，線路傳輸?shù)碾娏魅萘恳驳玫搅舜蠓鹊靥嵘?。為了更好地維護(hù)國家用電安全，也為了能夠?qū)€路電流傳輸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，智能檢測設(shè)備的推廣和大面積應(yīng)用已逐漸成為趨勢。本文針對(duì)當(dāng)前架空輸電線路設(shè)施狀態(tài)的智能監(jiān)測設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)和分析，并對(duì)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和歸納，為進(jìn)一步推廣智能監(jiān)測設(shè)備做好必要的準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：輸電線路 智能監(jiān)測裝置 監(jiān)測系統(tǒng)

一、輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構(gòu)

想要進(jìn)一步推廣輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)，首先要做的是對(duì)該監(jiān)測系統(tǒng)的整體架構(gòu)進(jìn)行深入分析，從而了解該監(jiān)測設(shè)備對(duì)于輸電線路運(yùn)維工作的重要性。智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)不僅包括基本的監(jiān)控裝置，也包括了信息共享傳輸系統(tǒng)，并搭載了防護(hù)措施和能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)。其中基本的監(jiān)控裝置主要是用于監(jiān)測輸電線路的運(yùn)行狀況，再次監(jiān)控裝置中也搭載了對(duì)外部氣候條件變化、線路運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的模塊，利用信息集成系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的整合和統(tǒng)計(jì)。

輸電線路的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)也會(huì)隨時(shí)上傳到后端管理平臺(tái)中，以便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和計(jì)算?？梢哉f智能輸電線路監(jiān)控裝置所具備的不僅僅轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)監(jiān)控模式，更推動(dòng)了監(jiān)測工作由傳統(tǒng)人工操作向數(shù)字化、信息化、集成化和智能化的進(jìn)程。

智能監(jiān)控系統(tǒng)中的安全防護(hù)措施能夠?yàn)檩旊娋€路提供全方位的防護(hù)，更可以為監(jiān)控裝置提供必要的防護(hù)。而且此功能現(xiàn)當(dāng)前已經(jīng)接入到了安全平臺(tái)中，并配有安全通信組件，能夠進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和事故報(bào)警的及時(shí)性。

輸電線路運(yùn)行狀況監(jiān)控系統(tǒng)集成了線上預(yù)警、狀態(tài)監(jiān)測和評(píng)估系統(tǒng)，能夠?qū)旊娋€路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)測和分析，從根本上避免意外事故的發(fā)生。而且借助此系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)線路運(yùn)行的遠(yuǎn)程管控，節(jié)省了人力資源。

其次，在智能監(jiān)控系統(tǒng)中也搭載了信息集成系統(tǒng)。借助此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的共享，并對(duì)輸電線路進(jìn)行雷達(dá)定位，也能夠?qū)μ厥鈪^(qū)域進(jìn)行針對(duì)性監(jiān)管，從而確保監(jiān)控覆蓋范圍，保障每一條線路的安全和穩(wěn)定。信息集成系統(tǒng)也能夠滿足電網(wǎng)管理中心日常的管理和數(shù)據(jù)采集需要，實(shí)現(xiàn)了跨區(qū)域的信息傳輸和共享。

二、輸電線路智能監(jiān)測裝置的種類及功用

架空輸電線路的智能監(jiān)測裝置一般需要安裝在高負(fù)荷線路上，也需要在線路巡查以及搶修維護(hù)難度較大的地區(qū)進(jìn)行架設(shè)，部分地區(qū)也會(huì)在氣候和地質(zhì)結(jié)構(gòu)不佳的地區(qū)進(jìn)行安裝架設(shè)以確保能夠隨時(shí)對(duì)線路輸電情況進(jìn)行監(jiān)測和記錄，避免出現(xiàn)意外事故。智能監(jiān)測裝置的供電系統(tǒng)以太陽能為主，并以蓄電池供電為輔，通過這種供電方式可以有效避免外部環(huán)境對(duì)于智能監(jiān)測裝置供電系統(tǒng)的損壞，從而確保監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，部分地區(qū)也會(huì)利用高壓電線路進(jìn)行供電。

根據(jù)監(jiān)測方式不同，智能監(jiān)測裝置可以分為多種，其中使用頻率最高的是導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置。這一裝置主要是利用溫度和距離傳感器來對(duì)輸電線路的溫度進(jìn)行測試和記錄，一般安裝在導(dǎo)線最低點(diǎn)。借助傳感器來收集和統(tǒng)計(jì)導(dǎo)線溫度數(shù)值的變化規(guī)律，并結(jié)合外部溫度、氣候的變化情況，去分析氣候條件以及導(dǎo)線增容對(duì)于導(dǎo)線溫度變化所產(chǎn)生的影響。

在空曠地區(qū)也會(huì)利用微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測裝置對(duì)輸電線路進(jìn)行監(jiān)測。此裝置利用振動(dòng)傳感器去感知微風(fēng)振動(dòng)的頻率和強(qiáng)度，微風(fēng)振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)輸電線路抖動(dòng)，從而縮短導(dǎo)地線疲勞壽命。利用微風(fēng)振動(dòng)裝置能夠?qū)?dǎo)地線和輸電線路的振動(dòng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，以便不斷完善輸電線路防振方案，提升電路輸送的穩(wěn)定性和安全性，避免線路出現(xiàn)折損。

氣象變化較快、氣候條件較復(fù)雜的地區(qū)則采用氣象參數(shù)監(jiān)測裝置。這種裝置可以對(duì)輸電線路所處環(huán)境的風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量和降雨強(qiáng)度以及環(huán)境濕度和溫度進(jìn)行監(jiān)測，并對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從而判斷出輸電線路在復(fù)雜的氣候條件下的運(yùn)行狀況，并分析出氣候?qū)旊娋€路運(yùn)作情況和線路壽命的影響。利用氣象參數(shù)監(jiān)測裝置去監(jiān)測外部氣候條件，也有利于技術(shù)人員不斷完善監(jiān)測裝置的防護(hù)措施，從而確保輸電線路在惡劣天氣下也能夠正常運(yùn)作。

風(fēng)偏監(jiān)測裝置能夠利用傾角傳感器去感知風(fēng)向變化，并通過監(jiān)測和分析獲得風(fēng)偏角。利用此裝置可以對(duì)跳線風(fēng)偏角和斜傾角進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)，并在分析統(tǒng)計(jì)的過程中得出風(fēng)偏狀態(tài)與自然氣候之間的關(guān)系，為提升輸電線路穩(wěn)固性提供重要的數(shù)據(jù)支撐。而且借助一系列的監(jiān)測數(shù)據(jù)也能夠?qū)€路的防風(fēng)能力進(jìn)行完善和加強(qiáng)，并不斷積累輸電線路運(yùn)維的經(jīng)驗(yàn)。

隨著輸電線路使用年限的增加，在外部條件的影響下，桿塔也會(huì)出現(xiàn)不同程度的傾斜或損壞，為了避免桿塔過度傾斜導(dǎo)致線路損壞，可以利用桿塔傾斜監(jiān)測裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析。這一裝置會(huì)對(duì)輸電線路桿塔的傾斜角度和傾斜方向等多個(gè)方面進(jìn)行在線監(jiān)測。

除了上述幾類監(jiān)測裝置以外，還可以采用圖像或視頻動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置對(duì)輸電線路以及周邊的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和分析。雖然在架設(shè)110kV～500kV架空輸電線路時(shí)會(huì)優(yōu)先選擇空曠地區(qū)，但是為了避免大風(fēng)天氣或者是鳥類對(duì)輸電線路的使用造成影響，監(jiān)測人員會(huì)架設(shè)多個(gè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，并在不同的時(shí)間段對(duì)輸電線路的使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)地、動(dòng)態(tài)地監(jiān)測，以確保線路使用的安全性和穩(wěn)定性，監(jiān)測記錄到的數(shù)據(jù)和畫面也能夠應(yīng)用到線路維護(hù)和防護(hù)措施提升等工作中。

三、輸電線路智能監(jiān)測裝置的應(yīng)用前景和效果

作為電網(wǎng)公司發(fā)展的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)，建設(shè)智能電網(wǎng)所體現(xiàn)出的意義和重要性不言而喻。智能監(jiān)測裝置的使用和推廣，能夠有效提升高壓、超高壓輸電線路運(yùn)維監(jiān)管的工作效率，也能夠?qū)旊娋€路的故障進(jìn)行及時(shí)、有效地監(jiān)測和分析，提升了電網(wǎng)智能化管理水平，具有十分廣泛的發(fā)展前景。智能監(jiān)控裝置的利用，可以逐漸替代傳統(tǒng)的人工監(jiān)測作業(yè)，提升作業(yè)安全性，降低監(jiān)測作業(yè)難度，而且對(duì)于安置在地勢高、惡劣環(huán)境下的輸電線路也能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)測，以避免輸電線路運(yùn)作出現(xiàn)問題。

智能監(jiān)測裝置的使用依托于信息技術(shù)手段，借助信息集成系統(tǒng)和數(shù)據(jù)運(yùn)算系統(tǒng)，能夠?qū)⒈O(jiān)測到的風(fēng)向、氣候以及桿塔傾斜等多個(gè)數(shù)據(jù)整合集中起來，并對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位、多角度地分析，保證監(jiān)測結(jié)論的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。借助智能監(jiān)測裝置，技術(shù)人員能夠?qū)旊娋€路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)或階段性的評(píng)價(jià)和分析，對(duì)線路運(yùn)轉(zhuǎn)的異?，F(xiàn)象和狀況進(jìn)行及時(shí)的記錄和反饋，不僅能夠及時(shí)控制意外事故的發(fā)展趨勢，也能夠保障輸電線路的基本運(yùn)作。技術(shù)人員依靠智能監(jiān)測裝置能夠及時(shí)對(duì)線路出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析和反饋，降低線路損壞對(duì)電網(wǎng)所造成的的經(jīng)濟(jì)損失。而且信息集成系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息也能夠成為優(yōu)化電力系統(tǒng)、提升輸電線路穩(wěn)定性提供重要依據(jù)。

智能監(jiān)測裝置不僅僅能夠?qū)旊娋€路的運(yùn)作狀況進(jìn)行監(jiān)測，也能夠結(jié)合線路狀況以及監(jiān)測系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和程序去進(jìn)行實(shí)時(shí)的評(píng)估，針對(duì)不同的情況做出不同的反應(yīng)，并在必要的時(shí)刻啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，從而確保輸電線路的運(yùn)行穩(wěn)定性。電網(wǎng)事故無小事，為了從根本上降低輸電線路故障幾率，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建完善的輸電線路運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)，并以此為基礎(chǔ)建立應(yīng)急機(jī)制，以保障能夠?qū)﹄娋W(wǎng)事故做出及時(shí)的反應(yīng)。

四、結(jié)束語

將輸電線路智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際工作中，不僅可以實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，也能夠制定出應(yīng)急預(yù)案，確保高壓電輸送足夠安全和穩(wěn)定，并為提升輸電線路運(yùn)行穩(wěn)定性、優(yōu)化線路設(shè)計(jì)、強(qiáng)化防風(fēng)抗震性能提供一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚磊， 于立叁， 施翔， et al. 分布式智能故障診斷系統(tǒng)在架空輸電線路上的應(yīng)用研究[J]. 電氣應(yīng)用， 2015（S2）：452-456.

[2] 孫鳳杰， 趙孟丹， 劉威，等. 架空輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)研究[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù)（4）：23-28.