輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)研究

梁維旭

摘要：隨著設備狀況不斷改善，如何及時科學掌握線路運行環(huán)境情況，針對性地找出消除事故隱患的方法已成為線路工作者的首要問題。

關(guān)鍵詞：輸電線路；在線監(jiān)測系統(tǒng)

中圖分類號：TM72文獻標識碼：A文章編號：1000-8136(2009)35-0015-02

1研究背景概述

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，各行各業(yè)對電力供應的質(zhì)量和數(shù)量提出了更高的要求，由于電網(wǎng)中輸電線路所處環(huán)境的不確定性，使線路運行是否安全已成為電網(wǎng)可靠性的一項重要指標。

由于輸電線路縱橫延伸幾十甚至幾百千米，處在不同的環(huán)境中。因此高壓輸電線路受所處地理環(huán)境和氣候影響很大，每年電網(wǎng)停電事故主要由線路事故引起。

以前，輸電線路檢查主要靠運行人員周期性巡視，雖能發(fā)現(xiàn)設備隱患，但由于本身的局限性，缺乏對特殊環(huán)境和氣候的檢測，在巡視周期真空期也不能及時掌握線路走廊外力變化，極易在下一個巡視未到之前由于缺乏監(jiān)測發(fā)生線路事故。因此，線路在線監(jiān)測系統(tǒng)應用而生，其通過無線(GSM／GPRS／CDMA)傳輸方式，對輸電線路環(huán)境溫度、濕度、風速、風向、鹽密度、泄漏電流、覆冰、雷電流、周圍施工情況、桿塔傾斜等參數(shù)進行實時監(jiān)測，提供線路異常狀況的預警，通過對線路各有效參數(shù)的監(jiān)測，能夠提高對輸電線路安全經(jīng)濟運行的管理水平，并為輸電線路的狀態(tài)檢修工作提供必要的參考。

2系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)由兩部分組成，分別是數(shù)據(jù)采集前段(太陽能接收板、通訊系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、抗干擾系統(tǒng)等)和后臺收集系統(tǒng)組成。采集前段是一臺高性能的嵌入式計算機，其主供電源為太陽能接收板，可以全天候作業(yè)。通過預先設定的程序定時對周圍的各種數(shù)據(jù)。比如溫度、濕度、風向等進行分析收集，視頻探頭可以不間斷對周圍環(huán)境進行實時監(jiān)測，前臺系統(tǒng)對所收集數(shù)據(jù)進行處理后，通過無線(GSM／GPRS／CDMA)傳輸方式可以及時傳輸至后臺控制中心。后臺接受終端可以對所收集的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)分析結(jié)果有針對性地對相關(guān)桿塔采取防范措施，降低線路事故的發(fā)生。

3輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)可以采取積木式結(jié)構(gòu)，針對不同地理環(huán)境和氣候監(jiān)測不同的線路參數(shù)，監(jiān)測中心服務器采取統(tǒng)一的軟件平臺，便于綜合分析、比較。現(xiàn)對常用的幾種監(jiān)測儀進行分析：

3.1微氣象監(jiān)測系統(tǒng)

輸電線路由于其分散性特點，所處環(huán)境變化較多，極易由風偏、雷擊、污穢等引起線路故障，特別是局部環(huán)境的變化及時掌握更需要在線數(shù)據(jù)的監(jiān)測。

微氣象監(jiān)測系統(tǒng)主要對輸電線路走廊微氣象環(huán)境數(shù)據(jù)進行在線監(jiān)測等，能將所測監(jiān)測點溫度、濕度、風速、風向、氣壓、等氣象參數(shù)及嚴密數(shù)據(jù)進行分析。通過定期數(shù)據(jù)傳送，使線路技術(shù)人員根據(jù)數(shù)據(jù)曲線能及時掌握線路運行環(huán)境的氣候變化規(guī)律，以便采取相應的措施(比如：雷區(qū)安裝氧化鋅避雷器、污穢區(qū)采取調(diào)爬等)防止線路發(fā)生停電事故。

3.2無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

由于經(jīng)濟發(fā)展，各種建筑施工改造頻繁。另外處在荒郊野外的桿塔線路極易受到外力的破壞，由此引起的線路跳閘事故逐年增加，傳統(tǒng)的巡視方式已不能滿足現(xiàn)有的安全需求。

因此，在電力行業(yè)，急需一種有力的監(jiān)控、監(jiān)測手段對輸電線路周邊狀況及環(huán)境參數(shù)進行全天候監(jiān)測，使輸電線路運行于可視可控之中。架空輸電線路危險點遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用先進的數(shù)字視頻壓縮技術(shù)，通過無線通訊實時將線路周圍情況傳至后臺監(jiān)控中心，并可設置程序?qū)ξ＜熬€路安全的行為進行報警。采取紅外探測技術(shù)對輸電線路高危地區(qū)桿塔進行全天候監(jiān)測，將事故隱患及時消除。有效地減少由于線路周圍建筑施工等外力破壞引起的電力事故。在巡視人員不易到達地區(qū)，大大減少巡視次數(shù)，為輸電線路的巡視及狀態(tài)檢修開辟了新思路。

系統(tǒng)軟件強大的查詢、比較、分析功能。可及時了解設備及環(huán)境變化信息，為事故預防及事后分析提供事實依據(jù)。

3.3輸電線路覆冰監(jiān)測

通過在易覆冰區(qū)域的鐵塔上安裝覆冰自動監(jiān)測站。通過在線測量絕緣子垂直負荷的變量，建立在一個垂直檔距單元內(nèi)導線自重、風壓系數(shù)、絕緣子傾斜角、絕緣子垂直負荷和導線等值覆冰厚度的數(shù)字模型。適時檢測在一個垂直檔距單元內(nèi)等值覆冰厚度的變化，在根據(jù)線路設計標準，為用戶提供預警值。還能夠?qū)ΜF(xiàn)場的覆冰情況進行捫照，通過GPRS／CDMA無線通訊網(wǎng)絡將照片、環(huán)境參數(shù)傳往監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心即可隨時掌握線路的覆冰情況。通過對照片的比較分析可判斷積冰速度，綜合各種氣象條件，作出相應的處理措施，防止大范圍停電事故的發(fā)生。

3.4桿塔傾斜儀

由于一些樸塔處在采空區(qū)和易沖刷地段，為防止由于桿塔傾倒而引起倒桿斷線事故的發(fā)生，就需要及時掌握桿塔傾斜發(fā)展情況，以便及時采取相應的措施。

桿塔傾斜儀通過自身設備，程序設計傳輸時間間隔，定時將樸塔順線路及垂直線路方向的傾斜角度數(shù)據(jù)傳輸至后臺控制中心，通過對傳輸同數(shù)據(jù)的曲線分析，可以及時判斷桿塔傾斜的發(fā)展趨勢，在達到報警狀態(tài)時及時處理，是礦由開采及雨水樸刷較多地區(qū)進行在線監(jiān)測的一種有效手段。

3.5輸電線路防盜報警系統(tǒng)

輸電線路近年來被盜事件逐年上升，據(jù)不完全統(tǒng)計，中國由于塔材被盜、導線被割引起的經(jīng)濟損失達上億元之多。由于輸電線路分散在野外，距離長、分散性大，一直以來沒有有效的安全防范措施。

在電力線路上安裝一種探測器，此探測器主要感應振動和熱能，當有人靠近桿塔進行偷盜時，儀器感應發(fā)出報警，通過無線網(wǎng)絡短信傳送至相關(guān)人員手機上及信息中心。同時還可根據(jù)需要開發(fā)圖像功能，在啟動報警同時。啟動圖像功能將圖像傳至監(jiān)控中心，保留相關(guān)視頻已做為犯罪證據(jù)以供警方確認。

4項目意義

高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以根據(jù)實際需要進行功能擴展，能極大地提升輸電線路運行管理水平，通過即時在線監(jiān)測裝置，隨時采集輸電線路現(xiàn)場的有關(guān)數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計、分析、比對，及時發(fā)現(xiàn)隱患、采取措施，防患于未然，有著巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。