淺談?shì)旊娋€路狀態(tài)檢修技術(shù)

孫國(guó)海　周翔　蘇玲

摘 要：對(duì)輸電線路運(yùn)用狀態(tài)檢修技術(shù)，可以提高檢修效率、節(jié)省維護(hù)開(kāi)支，提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。首先介紹輸電線路狀態(tài)檢修流程，收集線路信息、評(píng)估設(shè)備狀況、確定檢修策略；其次闡述了輸電線路狀態(tài)檢修系統(tǒng)的功能，主要包括：設(shè)備管理、運(yùn)行管理、分析預(yù)警和輔助決策；最后介紹了實(shí)現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的狀態(tài)檢修系統(tǒng)，應(yīng)配置監(jiān)控終端、通信設(shè)備和集成平臺(tái)等硬件，并將軟件系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)規(guī)約墻、信息交互平臺(tái)、應(yīng)用支持層和應(yīng)用層。

關(guān)鍵詞：輸電線路 狀態(tài)檢修系統(tǒng) 輔助決策 地理信息系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0076-02

發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等電氣設(shè)備采用狀態(tài)檢修技術(shù)，既避免了檢修過(guò)剩和不足，又提高了電氣設(shè)備的供電可靠性。輸電線路是電能傳輸?shù)闹匾緩?，采取定期巡檢、檢修等方式，存在設(shè)備維護(hù)成本大、檢修效率低、易出現(xiàn)過(guò)檢或漏檢等問(wèn)題，對(duì)其實(shí)施狀態(tài)檢修，可降低系統(tǒng)故障，提高整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

1 輸電線路狀態(tài)檢修流程

輸電線路狀態(tài)檢修是通過(guò)先進(jìn)的終端設(shè)備和監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)獲取的線路參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行分析診斷，運(yùn)用各種可靠性評(píng)估方法來(lái)確定檢修策略，具體流程如圖1所示。

2 輸電線路狀態(tài)檢修系統(tǒng)的功能

根據(jù)輸電線路狀態(tài)檢修的流程，采用先進(jìn)的信息技術(shù)建成一體化信息平臺(tái)，將監(jiān)測(cè)采集的輸電線路電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與環(huán)境參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一分析，形成了輸電線路狀態(tài)檢修系統(tǒng)，為生產(chǎn)管理和調(diào)度部門(mén)提供信息支持，其主要具有以下功能。

2.1 設(shè)備管理功能

利用生產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)設(shè)備臺(tái)帳進(jìn)行查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)并輸出結(jié)果；通過(guò)建立線路電氣裝置與監(jiān)測(cè)設(shè)備間的數(shù)據(jù)模型，對(duì)線路、附屬設(shè)備及線路通道進(jìn)行管理，構(gòu)建各種設(shè)備的3D模型，實(shí)現(xiàn)輸電線路設(shè)備的數(shù)字化和可視化管理。

2.2 運(yùn)行管理功能

運(yùn)行管理功能主要包括監(jiān)控圖像/視頻、監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)點(diǎn)（缺陷）和線路負(fù)荷、跟蹤任務(wù)單和停電計(jì)劃、移動(dòng)巡檢和查詢(xún)統(tǒng)計(jì)等。以線路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示、專(zhuān)題圖展示、三維線路漫游和瀏覽等方式，對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、巡檢數(shù)據(jù)等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)和輸出。對(duì)日常巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)點(diǎn)和缺陷，現(xiàn)場(chǎng)正在進(jìn)行的工作票、檢修單等信息接入監(jiān)控中心標(biāo)記展現(xiàn)。

2.3 在線分析、預(yù)警及應(yīng)急指揮

在采集查詢(xún)的基礎(chǔ)上，對(duì)輸電線路設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)；對(duì)各種惡劣氣象或環(huán)境對(duì)線路的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)；對(duì)線路事故和故障的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、診斷原因，形成防治措施。

線路發(fā)生隱患時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的危險(xiǎn)邊界及時(shí)向用戶報(bào)警并進(jìn)行定位。對(duì)遭受短路、冰雪或臺(tái)風(fēng)等外力破壞或運(yùn)行異常的設(shè)備，提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)供設(shè)備日常管理或應(yīng)急指揮和搶修。

2.4 輔助決策功能

運(yùn)用專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)對(duì)采集的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)和檢修信息進(jìn)行分析，結(jié)合狀態(tài)檢修導(dǎo)則，對(duì)線路設(shè)備及線路整體進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為線路生產(chǎn)、運(yùn)行、調(diào)度單位提供檢修輔助決策。

3 輸電線路狀態(tài)檢修系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)（Geographic Information System，GIS）以地理空間為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，實(shí)時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息。將GIS運(yùn)用于輸電線路狀態(tài)檢修，可將地理圖形、電力設(shè)備及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化、可視化和圖形化；通過(guò)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)的綜合判斷，實(shí)現(xiàn)輸電線路檢修的交互性，其硬件配置和軟件設(shè)計(jì)如下所述。

3.1 硬件配置

（1）監(jiān)控終端。

置于電氣設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)，用于自動(dòng)采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的智能電子裝置，主要包括：泄漏電流監(jiān)測(cè)裝置、溫度監(jiān)測(cè)傳感器、線路監(jiān)測(cè)裝置及相應(yīng)的輔助設(shè)備等。

（2）通信設(shè)備。

置于主站、中繼桿塔和監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，用于主站與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置之間通訊的設(shè)備，主要包括發(fā)送和接收設(shè)備、用于通訊接口、轉(zhuǎn)換與信息集中的設(shè)備。

（3）通訊集成平臺(tái)。

置于主站，用于采集、接收監(jiān)控終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，下達(dá)主站命令，完成輸電監(jiān)測(cè)設(shè)備的通信集成，存儲(chǔ)集成平臺(tái)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

3.2 軟件結(jié)構(gòu)

軟件系統(tǒng)分為服務(wù)器和客戶端，服務(wù)器主要用于數(shù)據(jù)收發(fā)、解析、存儲(chǔ)等原始數(shù)據(jù)的處理，對(duì)可靠性、安全性和準(zhǔn)確性要求較高，用戶無(wú)法直接接觸?？蛻舳伺c用戶直接接觸，用于數(shù)據(jù)的顯示、統(tǒng)計(jì)及管理，通過(guò)曲線、報(bào)表、圖片、視頻窗口、模擬計(jì)算、預(yù)報(bào)警等方式，向用戶展現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、提供運(yùn)行參數(shù)，用戶可靈活管理設(shè)備運(yùn)行情況。系統(tǒng)軟件可分為以下層次。

（1）數(shù)據(jù)規(guī)約墻。

數(shù)據(jù)規(guī)約墻將國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEC61850作為通信規(guī)約，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和接口標(biāo)準(zhǔn)，憑借其開(kāi)放的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，形成獨(dú)立的通訊接口服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同供應(yīng)商設(shè)備間數(shù)據(jù)、SCADA與狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的交換及無(wú)縫銜接。

（2）應(yīng)用支持層。

應(yīng)用支持層服務(wù)于整個(gè)系統(tǒng)，其作用主要有：存儲(chǔ)輸電線路基本信息和專(zhuān)家判斷知識(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)，為GIS平臺(tái)提供信息和技術(shù)支持，管理、調(diào)用輸電線路基本信息，支持輔助軟件平臺(tái)。

（3）應(yīng)用層。

應(yīng)用層是狀態(tài)檢修系統(tǒng)的核心部分，應(yīng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和分析、輸電線路狀態(tài)評(píng)估、預(yù)警功能、檢修決策和系統(tǒng)管理等功能。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)張和電壓等級(jí)的升高，輸電線路所屬設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量大大增加，相應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)量急劇增大，有關(guān)的信息管理矛盾也日趨突出?；贕IS的輸電線路狀態(tài)檢修，通過(guò)將輸電線路設(shè)備數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)充分結(jié)合和優(yōu)選監(jiān)測(cè)桿塔，改善輸電線路范圍廣、設(shè)備多所帶來(lái)的管理不便，對(duì)改進(jìn)輸電線路狀態(tài)檢修工作具有積極意義。

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