输电线路在线监测技术研究与分析

输电线路在线监测技术研究与分析

(云南电网有限责任公司曲靖供电局云南曲靖655400)

摘要:输电线路在线监测技术集网络技术、计算机技术、通信技术及机械电磁技术等技术于一身,各项性能比较稳定,可用性非常高,代表了国际在线监测技术的最高水平。基于此,本文主要针对输电线路在线监测相关技术展开了一系列的分析和探讨,希望本文的分析可以为同行业人士的研究带来一些参考。

关键词:输电线路;在线监测;技术

输电网络的覆盖面积非常广,地段位置也非常复杂,因此巡线过程困难重重。为了更好的提升输电网络运行的安全水平,引入先进的输电线路在线监测技术很有必要,可以提供相关信息搜集、处理及设备评估等多方面的技术性支持,下面我们针对输电线路在线监测相关技术展开分析。

1、输电线路在线监测技术

输电线路在线监测系统是指利用太阳能电池供电,借助无线公网GPRS等通信传输方式,监测输电线路的远程视频、杆塔倾斜及覆冰等线路情况,并将其上传到监控中心。现阶段输电线路在线监测内容有监测导线风偏、监测绝缘子表面污秽等方面,输电线路在线监测系统构成主要分成线路设备监测子模块、线路数据采集模块等几个部分。送到线路设备监测子模块的数据主要是线路数据采集模块采集到的线路信息,利用多个子站将其收集到的线路运行信息汇总到数据汇集点,然后利用有线或者无线的方式将这些信息和数据送到监测后端平台中,由监测人员进行观察与分析,最后确定设备是否需要进行维修和检修。

2、输电线路在线监测相关技术分析

2.1输电线路覆冰在线监测

该项技术可以实现对线路中覆冰情况的有效监控,获得数据后快速分析数据,并体现对冰害事故作出预警,及时对预警信息进行发送,以降低断线、倒塔等相关事故的发生率。经过多年来的发展,目前覆冰在线监测技术已经比较成熟,以探测原理为依据,可以将其分成两种不同的类型。

图1输电线路气象在线监测系统

2.1.1监测导线几何参数

这种技术主要利用对导线弧垂、倾斜角等数据的测量,对导线状况进行估算,目前工程中经常利用状态方程描述输电线路的受力情况,只需要将弧垂、倾斜角度及气象环境等相关参数输入,这样就能推演出导线的覆冰厚度、覆冰重量等情况,并对覆冰危险等级进行评定。

2.1.2监测线路张力

这种技术是指在绝缘子上安装张力传感器,通过传感器可以采集到导线覆冰后的受力参数,还能一同将环境温度、湿度等相关数据录入,然后利用人工智能系统对这些数据进行处理,最后将线路状态及覆冰程度综合分析出来,并针对超出警戒值的地方发出预警。

2.2输电线路气象和导线风偏在线监测

该系统可以实现对环境风速、湿度等数据的实时监测,相关部门还能利用预警信息对风偏预防措施进行制定,并对放电故障点位置进行准确的确定,利用传感器将气象数据资料传回到监测中心,并结合导线对地实际夹角完善风偏算法。并将线路杆塔上的风压不均匀系数等相关数据汇总到数据库中,利用对数据的分析来改进设计标准,使其与当地的实际情况相符合。在实际操作过程中,还可以将角度传感器安装在架空线上,这样就可以结合当时的湿度、温度等参数计算出导线风偏。

2.3输电线路绝缘子污秽监测

2.3.1漏电监测

从漏电电流中可以显示出气候、表征表压及污秽度三种参数,这些参数都是绝缘子污秽程度的参考值。通常情况下,泄漏电流会沿着介质表面形成,在绝缘子高压端安装新型泄漏电流传感器,这样就可以获得泄漏电流实时数据,在信号处理单元完成电信号到数字信号的转变,然后利用运算模块计算泄漏电流的峰谷值、均值等,最后利用无线通信网络将相关数据传输到数据总站,由专家针对这些数据展开综合分析,对绝缘子积污情况进行判断。

2.3.2污秽度监测

现在使用的污秽监测手段不仅需要对绝缘子表面的等值附盐密度进行测量,还会做出停电操作,为了对这一问题进行解决,相关研究人员已经推导出了基于绝缘介质表面含盐量与光线传感器的广场分布的换算公式,测定并处理光能参量,间接的计算出传感器表面的盐分含量,这样就可以对绝缘子表面的盐密值进行评估。下图为输电线路绝缘子污秽度在线监测系统的技术参数,供参考。

系统技术参数

2.4输电线路杆塔倾斜监测

基于全球移动通信系统的监测技术可以对杆塔情况进行监控,科学预防杆塔倒塌。本系统目前在220kv以下的输电线路中已经得到了比较广泛的应用,可以准确判断出基础移位、杆塔变形等缺陷,以保证输电系统的安全。目前很多特高压线路被建设在了偏远的山区中,无线电会对通讯信号造成严重干扰,在这种情况下,国家电网公司组织展开杆塔倾斜度检测系统的研发工作,目前已经取得了初步的成效,为我国特高压杆塔倾斜监控奠定了良好的基础。

2.5导线舞动监测

导线舞动将会引起导线断裂及塔材变形等问题,进而造成停电事故的发生。利用导线舞动在线监测仪可以对导线舞动线路分布图进行绘制,为线路设计提供了有效的依据,在实际工作中可以结合档距等参数,将大量传感器设置在某一档距内的导线上,测量出X、Y、Z方向上的加速度,然后与线路本身参数相结合建立起数学模型,对舞动危害的等级进行分析,并在事故发生地点发出预警,通过这种方式来预防出现短路、倒塔等一系列灾害事故。

2.6输电线路微风振动监测

微风振动将会使导线产生交变应力,进而产生疲劳断股。微风振动会对线路造成循序渐进的影响,且这种影响具有非常强的隐蔽性,其外观特禀并不明显,利用测量工作可以为仿真设计工作提供有效的现场数据。微风振动监测系统本身设置了采集精度非常高的振动监测仪,通过振动监测仪可以测量出导线相对线夹的频率、弯矩值等参数,并与导线力学性能资料相结合,对微风振动下导线的寿命进行分析。

3、在线监测系统选择

在线监测状态检修可以取代以前的强制性计划检修,以往因为维修不足而带来的强迫停运损失、过剩维修损失可以得到减少,大大提高了维修工作的效率,设备可用率也得到了相应的增加,大量维修费用得到了节约。但是,在线监测和状态检修的实施是基于现行检修管理体制的一种改革,它是一项非常复杂的工程,目前在我国尚处于初级的探索性阶段,所以,在线监测和状态检修的实施应具有长远的目标,坚持稳扎稳打,争取可以在试点取得一定的成功经验,然后在此基础上进行进一步的推广。在线监测系统在安装之前必须保证其有效性与可靠性,合理选择被监测的主设备和监测参数,可以进行长期的

稳定工作。通常情况下需要从以下两方面展开考虑:首先,需要对被监测设备的重要性展开分析,其次,需要对监测系统的成本效益展开分析。如果设备运行、维修及试验结果均正常,从经济性视角考虑可以适当推迟在线监测系统的选用。

结语:

综上所述,因为输电线路所处的地形非常复杂,输电线路很容易出现险情,为了进一步提升电网运行的安全性,必须加大对输电线路在线监测的投入。输电线路在线监测系统集网络技术、计算机技术、通信技术及机械电磁技术等技术于一身,功能多种多样,性能也比较稳定。在运行过程中输电线路在线监测装置被安装于线路设备上,实时记录设备的运行情况,然后利用传输系统将相关数据传输到服务其中,最后由操作员展开分析。通过对多项输电线路在线监测技术的应用,输电线路运行的安全性得到了极大的提高。

参考文献:

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