車超
(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司常州運維站,江蘇 常州 213000)
我國經(jīng)濟的改善促進了科學技術水平的提高。電力企業(yè)已成為我國的主要產(chǎn)業(yè),電力企業(yè)的核心是輸電線路的安全運行。在實際環(huán)境中,某些因素的影響會損害輸電線路運行的安全性和穩(wěn)定性,導致安全事故。為了解決這一問題,電力公司應運用智能技術有效地維護輸電線路的運行,提高輸電線路的智能管理水平,促進企業(yè)的快速發(fā)展?,F(xiàn)有的輸電線路檢查方法效率低、質量低、速度慢,會干擾智能化電網(wǎng)的發(fā)展,特別是在惡劣的環(huán)境下,亟待改進。
基于GIS 技術的應用,往往會使用GPS、RS(遙感)和Ls(激光掃描)這三項主要技術,并且基于這些技術,可以構建2D 和3D 立體模型。在軌道測量中,已經(jīng)使用了三維可視化來獲得一定的結果,但是對于輸電線路檢查的應用仍然存在一定的局限性。換句話說,空中雷達掃描沒有足夠的分辨率來處理后期圖像,雖然可以通過其他途徑來獲取更高的分辨率,但是成本昂貴且難以獲得飛行許可證。
人工巡線檢查的效率低、勞動強度高、地理條件有限,在電網(wǎng)發(fā)展中不可避免地要開發(fā)和使用巡線檢查機器人。當前使用的巡線機器人主要由以下機器人組成:檢測設備(紅外探測器、可見光攝像頭)沿著一條線行走,并將檢測到的信息傳輸?shù)降孛嬖O備進行分析和處理。然而,對機器人的開發(fā)和使用的要求相對較高,并且由于天氣等原因,使用條件也受到限制,因此尚未廣泛運用。隨著科學技術的發(fā)展,機器人巡線將逐步取代人工巡線。
隨著我國電網(wǎng)的快速發(fā)展,特別是進入無人區(qū)和低人口地區(qū)的輸電線路數(shù)量的增加,人工巡線方法已不能滿足電網(wǎng)日益增長的需求。直升機巡線已成為國內輸電線路的主要發(fā)展方向,但運行成本較高,對天氣條件的要求也較高。直升機巡線不是高度自動化的,沒有專門的航空系統(tǒng)來支持,所有設備都是人工操作,容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏檢的情況,需要詳細檢查。并且在檢查過程中,巡線下方的農作物易受到損壞。由此可見,僅就目前而言,直升機巡線還不能完全替代人工巡線。
無人機是由無線電遙控設備或自己的程序控制單元操作的無人機。使用無人飛行器進行輸電線路檢查研究需要許多高級專業(yè)技術,并且需要高度的研究深度和水平,這是一項剛剛起步的新技術,已應用于中國的中央電網(wǎng)和一些重要的試點項目。與傳統(tǒng)的人工巡線方法相比,該技術更加先進和有效,可以作為確保輸電線路安全運行的經(jīng)濟可行的新手段。隨著無人機控制技術的發(fā)展,可以執(zhí)行遙測數(shù)據(jù)控制、地理匹配控制和GPS 衛(wèi)星電勢控制??刂撇僮鬟^程簡單、可靠、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟效益高。通常,一架無人駕駛飛機的速度和效率是有人駕駛飛機的10 倍,且不受天氣影響,耐用性強。無人機的使用可以減輕工人的勞動強度,降低高壓輸電線路的運行和維護成本,如今,無人機代替有人駕駛飛機執(zhí)行各種任務已成為趨勢。無人機巡線也勢必將成為快速、高效、發(fā)展前景廣闊的巡線方式。
輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)包括輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路遠程視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路微氣象在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路風偏在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路塔坡在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路(配件)溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)等。輸電線路檢查主要依靠運維人員的定期檢查,可以發(fā)現(xiàn)設備的一些潛在危險,但是由于其自身的局限性,缺乏特殊的環(huán)境和氣候檢測功能,無法把握細微的變化。在檢查周期的真空期,由于輸電線路在進行下一次巡線之前缺乏有效的監(jiān)控,很可能發(fā)生輸電故障。而在線監(jiān)控系統(tǒng)可以彌補這些缺點。輸電線路在線監(jiān)控系統(tǒng)(OMDS)通過各種檢測器檢測傳輸線的溫度、濕度、風速、風向、泄漏電流、結冰狀態(tài)、視頻或照片以及其他數(shù)字信息,并通過GPRS/CDMA 通道,可以在監(jiān)視高壓傳輸線狀態(tài)中心的同時通過互聯(lián)網(wǎng)登錄到各種內部管理系統(tǒng)和調度自動化系統(tǒng)。監(jiān)控中心配備了液晶拼接大屏幕系統(tǒng),可以在大屏幕上直觀地顯示各種在線監(jiān)控數(shù)據(jù)、視頻、搶修車輛的位置等,使監(jiān)控人員可以監(jiān)控設備的運行情況,可以準確判斷設備狀態(tài)和現(xiàn)場狀況,并處理各種傳輸線的大修和緊急維修需求。
輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)控、全天候運行和預測分析是智能輸電線路的組成部分,是實現(xiàn)“無人自動運輸及輸電線路檢查”的重要組成部分。“輸電線的無人自動操作和檢查”是一種智能系統(tǒng),通過利用各種信息、通信和控制技術來利用輸電線的實時數(shù)據(jù),及時地檢測和預測線路故障,并最終消除故障。
簡而言之,輸電線路的智能化是建立在傳統(tǒng)輸電線路的基礎上,并將電力技術與現(xiàn)代先進技術高度融合,形成了電網(wǎng)自動化和交互式、信息化和數(shù)字化的“無人自動運輸和檢查輸電線路網(wǎng)”。目前而言,實現(xiàn)傳輸線智能化方面仍存在許多挑戰(zhàn)。這也是對整個社會中電力部門和相關產(chǎn)業(yè)的整合,傳統(tǒng)電網(wǎng)與現(xiàn)代高科技技術的整合以及多個目標的優(yōu)化和整合,需要全社會的參與。傳輸線的智能化是電力系統(tǒng)開發(fā)中的必然趨勢,也是研究智能輸電線路的重要一環(huán),對于實現(xiàn)輸電線路的安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行具有重要意義。