輸配電線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)分析

張群安 陸振華 王碩 趙嘉駿 陳周

摘? ?要：為了實(shí)現(xiàn)電力線的在線監(jiān)測和實(shí)時(shí)故障報(bào)警，需要對(duì)線路進(jìn)行系統(tǒng)化的監(jiān)控設(shè)計(jì)。文章介紹電路檢測系統(tǒng)存在的問題及無線自組織網(wǎng)絡(luò)在輸電線路監(jiān)測中的使用，對(duì)在線監(jiān)測技術(shù)在輸配電線路故障中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)此提出一定的解決策略來提高在線檢測的準(zhǔn)確率，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性與實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：輸配電線路;故障;在線監(jiān)測;分析

輸電線路出現(xiàn)問題時(shí)，常常會(huì)對(duì)附近周邊的電路造成危害，因此，輸電線路發(fā)生故障時(shí)，要及時(shí)地針對(duì)問題進(jìn)行修復(fù)，不然會(huì)對(duì)相應(yīng)的生產(chǎn)帶來麻煩。同時(shí)在輸電線路的構(gòu)造中不難發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在修復(fù)線路的過程中需要耗費(fèi)大量的人力、物力。一些架空線路出現(xiàn)問題時(shí)，由于情況復(fù)雜，維修人員對(duì)線路出現(xiàn)問題的地方很難進(jìn)行排查，也無法根據(jù)實(shí)際的具體情況解決故障，給設(shè)備的運(yùn)行埋下了安全隱患。因此，為了及時(shí)排查與解決線路出現(xiàn)的問題，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的監(jiān)測系統(tǒng)來為維修工作帶來便利，提高對(duì)電的供應(yīng)和對(duì)相關(guān)電路的自動(dòng)化運(yùn)行效率，保障相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)也能夠提高電網(wǎng)水平。

1? ? 檢測技術(shù)應(yīng)用的缺陷和問題

在檢測技術(shù)應(yīng)用過程中仍然存在著許多的缺陷與問題：（1）在對(duì)輸配電線路的監(jiān)測工作中，相應(yīng)的政策、標(biāo)準(zhǔn)等不足，缺乏相應(yīng)的規(guī)范，相關(guān)企業(yè)難以有國家層面的保障，在一些方面難以得到調(diào)控[1]。（2）在對(duì)電線路進(jìn)行監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)缺乏相應(yīng)的規(guī)劃，難以根據(jù)具體的需求而進(jìn)行建設(shè)，同時(shí)對(duì)于應(yīng)用來說更多的是強(qiáng)調(diào)實(shí)事而忽略管理，忽略了對(duì)系統(tǒng)的調(diào)控。（3）對(duì)相關(guān)的系統(tǒng)欠缺考慮，缺乏與其他軟件之間的相應(yīng)設(shè)計(jì)與相關(guān)方案的制定，在后期的使用過程中會(huì)出現(xiàn)很多問題，難以保證在建模過程中的準(zhǔn)確度，缺少相應(yīng)的技術(shù)幫助。（4）在檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，由于對(duì)相應(yīng)監(jiān)測對(duì)象認(rèn)識(shí)不明確，所以在具體的應(yīng)用過程中可能會(huì)出現(xiàn)受益者不明確的情況，這樣只能對(duì)自動(dòng)化程度進(jìn)行投入而忽視對(duì)配網(wǎng)的投入，比重出現(xiàn)失調(diào)。（5）在進(jìn)行監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行中，由于出現(xiàn)職責(zé)的不明確導(dǎo)致后續(xù)工作不能順利進(jìn)行，這樣一來，開發(fā)商與相應(yīng)供電具體情況不了解會(huì)導(dǎo)致最終形成的系統(tǒng)做不到精準(zhǔn)的預(yù)測需求，難以具備良好的適應(yīng)性。

2? ? 無線自組織網(wǎng)絡(luò)在輸電線路監(jiān)測中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)逐漸應(yīng)用至各行各業(yè)中去，為人們帶來便利的同時(shí)，解決了一大部分實(shí)際應(yīng)用問題。在輸電線路的發(fā)展中，線路與線路間構(gòu)成的電網(wǎng)逐漸向大容量、大面積、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展，而隨著人們用電需求量的增大，未來電網(wǎng)的發(fā)展更是向大面積、復(fù)雜化方向進(jìn)行，與此同時(shí)對(duì)相應(yīng)輸電線路的監(jiān)測問題需要得到重視，需要結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢將其應(yīng)用至輸電線路的監(jiān)測中。無線局域網(wǎng)具有分布范圍廣、注重實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，是一種分布式的自組織網(wǎng)絡(luò);因?yàn)樗怯扇舾蓚€(gè)體積微小的節(jié)點(diǎn)組成，所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集過程中，不論是什么樣的外部環(huán)境，無線自組織網(wǎng)絡(luò)都可以搜集到相關(guān)數(shù)據(jù)。為了提高無線自組織網(wǎng)絡(luò)在任何自然條件下對(duì)數(shù)據(jù)及時(shí)、完整的輸送，常采取長鏈層次型拓?fù)淇刂品绞?，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，再對(duì)一些多余的鏈路進(jìn)行去除以達(dá)到對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化，使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命被大大延長，同時(shí)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)做到了極大程度的保護(hù)，使數(shù)據(jù)的傳輸更具備可靠性。

3? ? 在線監(jiān)測技術(shù)在輸配電線路故障中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1? 輸配電線路的在線狀態(tài)檢測

輸配電線路在線狀態(tài)監(jiān)測包括4個(gè)方面：（1）根據(jù)相關(guān)的線路診斷提出相關(guān)的建議。根據(jù)檢修過程中對(duì)相關(guān)線路、狀態(tài)、技術(shù)的分析來對(duì)線路檢修建議進(jìn)行確定，其中包括線路的維修工作、檢修工作以及檢修費(fèi)用等。（2）制定合理的檢修方案[2]。根據(jù)具體的線路將其分成不同等級(jí)，對(duì)不同等級(jí)的線路進(jìn)行策略制定與方式的選擇，能夠大大提升檢測效率。（3）制定并嚴(yán)格實(shí)施檢修計(jì)劃。在對(duì)線路進(jìn)行檢修過程中要進(jìn)行統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)相關(guān)維修及養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行安排[3]。（4）定期對(duì)線路檢修進(jìn)行評(píng)估，以此進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。

3.2? 對(duì)一次設(shè)備的監(jiān)測

在對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測的過程中，主要是通過傳感器對(duì)電路各個(gè)部分進(jìn)行信息的收集，并以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)向現(xiàn)場的傳輸。在進(jìn)行在線監(jiān)測過程中，需要與監(jiān)測中心時(shí)刻保持聯(lián)系，以保證將實(shí)際情況進(jìn)行傳達(dá)。另外監(jiān)測中心會(huì)根據(jù)傳輸回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，并通過分析對(duì)相應(yīng)的輸電線路進(jìn)行維修管理，以便出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)采取有效的解決方案[4]。通過數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與分析，也能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行規(guī)劃，還能為在線監(jiān)測技術(shù)提供完善的數(shù)據(jù)支撐。

3.3? 集中式在線監(jiān)測結(jié)構(gòu)形式

集中式在線監(jiān)測形式主要是通過數(shù)據(jù)的采集、反饋、相關(guān)人員的分析來對(duì)具體的情況進(jìn)行反饋。一般是通過在相關(guān)設(shè)備上安裝傳感器來反饋電路情況，包括溫度、濕度、電流等維度，通過數(shù)據(jù)的采集與反饋對(duì)電路的狀態(tài)進(jìn)行反映，最后通過主機(jī)對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[5]。這種方式通常適用于檢測設(shè)備數(shù)量多、檢測對(duì)象復(fù)雜的情況，但是對(duì)于模擬信號(hào)的傳輸來說，易出現(xiàn)傳輸過程中模擬信號(hào)丟失的問題。

3.4? 在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用效果

在線監(jiān)測技術(shù)在輸電線路中的應(yīng)用，取得了良好的效果，通過對(duì)輸電線路中導(dǎo)線的狀態(tài)，如風(fēng)向、風(fēng)偏、導(dǎo)線溫度、覆冰狀態(tài)等進(jìn)行數(shù)值分析，同時(shí)對(duì)輸電線路周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與分析來對(duì)線路所處的環(huán)境進(jìn)行總結(jié)，在對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)的分析過程中為監(jiān)測設(shè)備的安裝提供方案，確保了對(duì)輸電信息的信息化管理，保證了輸電線路的長久使用，同時(shí)為線路的實(shí)際運(yùn)行與線路的相關(guān)設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)上的支持。

4? ? 對(duì)在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的建議

4.1? 加強(qiáng)在線監(jiān)測技術(shù)的系統(tǒng)化和信息化

在在線監(jiān)測技術(shù)的使用過程中曾出現(xiàn)了不穩(wěn)定性等問題，針對(duì)這些問題，可以加強(qiáng)在線監(jiān)測技術(shù)的系統(tǒng)化與信息化。通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)促進(jìn)無線局域網(wǎng)的使用，來為在線監(jiān)測技術(shù)提供必要的通信網(wǎng)絡(luò)支持。在完善過程中首先要對(duì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，使在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)在使用過程中形成體系，盡可能以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行衡量，以減少相應(yīng)的問題的發(fā)生，提升對(duì)問題處理的能力。其次，對(duì)相應(yīng)的工作人員進(jìn)行專業(yè)化培訓(xùn)，使相關(guān)人員具備相應(yīng)的技術(shù)與專業(yè)素養(yǎng)，加強(qiáng)對(duì)他們的日常培訓(xùn)工作，使之對(duì)信息進(jìn)行及時(shí)的掌握，保證監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2? 加強(qiáng)在線監(jiān)測技術(shù)的智能化和自動(dòng)化

在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展過程中，要與時(shí)俱進(jìn)，結(jié)合時(shí)代發(fā)展與要求提升在線監(jiān)測技術(shù)的智能化與自動(dòng)化。在系統(tǒng)診斷上進(jìn)行專業(yè)化的研究，加大相關(guān)人員對(duì)此科研的投入力度，使在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展能夠跟隨時(shí)代、科技發(fā)展的潮流。在監(jiān)測過程中注重對(duì)精準(zhǔn)度的把握，在對(duì)監(jiān)測問題的不同類型設(shè)置不同的解決方式，提升系統(tǒng)應(yīng)對(duì)問題的能力。同時(shí)針對(duì)系統(tǒng)維護(hù)等工作進(jìn)行遠(yuǎn)程服務(wù)的開發(fā)，節(jié)省不必要的人力資源浪費(fèi)。另外，在在線監(jiān)測技術(shù)使用過程中，壽命的長短也需考慮。針對(duì)其使用的電池進(jìn)行開發(fā)，使監(jiān)測系統(tǒng)有相應(yīng)的電池供應(yīng)，以確保在線監(jiān)測技術(shù)的長久使用。

4.3? 在線監(jiān)測技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用要實(shí)事求是

任何技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展離不開相關(guān)科研人員的研究，但對(duì)于監(jiān)測系統(tǒng)的研制需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行有針對(duì)性的開發(fā)，相關(guān)學(xué)者與專家要在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)輸電線路的專研，在理論的支撐下加強(qiáng)對(duì)實(shí)際的考量，以豐富的專業(yè)知識(shí)背景來加強(qiáng)對(duì)實(shí)際問題的解決，使在線監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)更能解決實(shí)際問題，更貼合電路發(fā)展的真正情況。

5? ? 結(jié)語

總而言之，對(duì)輸配電線路故障進(jìn)行檢測的在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)被大范圍的推廣，同時(shí)在國家的大力發(fā)展下對(duì)相關(guān)監(jiān)測技術(shù)提出了要求，在線監(jiān)測技術(shù)需要考慮到大眾使用成本及其可靠性、安全性，并進(jìn)行完善，這也是日后需要進(jìn)行改進(jìn)的方向。盡管在使用的過程中仍然存在一定的問題，但是在問題中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、進(jìn)行改善，最終會(huì)推動(dòng)在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。

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Analysis of on-line fault monitoring system for transmission and distribution lines

Zhang Qunan， Lu Zhenhua， Wang Shuo， Zhao Jiajun， Chen Zhou

（Liuzhou Power Supply Bureau， Liuzhou 545000， China）

Abstract：In order to realize the on-line monitoring and real-time fault alarm of power line， it is necessary to carry out systematic monitoring design on the line. This paper introducing the circuit test system existing problems and the use of wireless self-organizing network for transmission line monitoring， the online monitoring technology in the application of power transmission and distribution line fault status is analyzed， and puts forward some solving strategies to enhance the accuracy in on-line inspection， to ensure the reliability of the system design and practical.

Key words：transmission and distribution line; fault; online monitoring; analysis