電網(wǎng)智能網(wǎng)絡(luò)巡檢一體化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

趙世巍

（永城煤電控股集團(tuán)有限公司供電分公司，河南永城 476600）

文章研究的電網(wǎng)智能網(wǎng)絡(luò)巡檢一體化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到變電站和架空電力線路的整體運(yùn)行狀況，對(duì)架空電力線路通道內(nèi)環(huán)境、施工情況、漂浮物等各類影響安全運(yùn)行的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，且可以實(shí)時(shí)觀測(cè)架空電力線路導(dǎo)地線、絕緣子、金具及附件、桿塔上部情況有無(wú)異常，對(duì)變電站高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)各接頭溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠隨時(shí)發(fā)現(xiàn)是否存在異常情況，能夠有效保證對(duì)電網(wǎng)供電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，節(jié)約了大量的人力勞動(dòng)，減輕了巡檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率；能夠?qū)崟r(shí)掌握電網(wǎng)的安全運(yùn)行情況，及時(shí)掌握異常情況并進(jìn)行處理，使安全管理更有效，更直接，確保變電站和架空電力線路安全可靠供電。

1 研究的必要性

1.1 架空電力線路智能巡檢必要性

以往對(duì)架空電力線路的巡視檢查主要是采用巡視人員徒步巡視方式進(jìn)行，面對(duì)電力線路路徑較長(zhǎng)、周邊環(huán)境復(fù)雜等難點(diǎn)，尚未能有效克服，且巡檢質(zhì)量較差。架空電力線路大部分位于戶外，不可控因素較多，無(wú)論是臨時(shí)性施工、永久性施工、塌陷區(qū)的頻繁變化，還是各類漂浮物、彩板房等影響線路安全運(yùn)行的情況，隨時(shí)都有可能對(duì)架空電力線路的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此為了減少架空電力線路的人工巡檢工作量、提高巡檢質(zhì)量，研究采用電網(wǎng)智能網(wǎng)絡(luò)巡檢一體化系統(tǒng)利用無(wú)人機(jī)全方位無(wú)死角的精細(xì)化巡檢與遠(yuǎn)程視頻在線監(jiān)控裝置巡檢相結(jié)合的方式。不僅減少了人工巡檢的勞動(dòng)量，而且提高了巡檢質(zhì)量，提高了工作效率，有效確保了架空電力線路的安全可靠運(yùn)行。

1.2 變電站及線路導(dǎo)流接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫必要性

變電站內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)柜多為KYN28型中置式封閉開(kāi)關(guān)柜，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)在大負(fù)荷情況下會(huì)產(chǎn)生熱量，由于一些開(kāi)關(guān)柜位于封閉式房間內(nèi)部且未安裝有效降溫措施，往往會(huì)造成開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部溫度升高，一旦高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度過(guò)高，就會(huì)造成造成柜內(nèi)各類電氣設(shè)備損壞故障、絕緣降低等問(wèn)題。架空電力線路位于戶外，常年累月風(fēng)吹日曬，各連接點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)氧化，造成電阻值升高，引起接點(diǎn)發(fā)熱。所以，高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)及架空電力線路各連接接點(diǎn)的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控監(jiān)測(cè)非常重要。目前主要通過(guò)在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)各接頭粘貼測(cè)溫紙進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如需了解是否發(fā)熱則需要停電查看。架空電力線路各接頭溫度則需要用測(cè)溫設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫，均無(wú)法保證實(shí)時(shí)監(jiān)控各接頭溫度。為保證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備及線路各接頭溫度，在高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)每個(gè)接點(diǎn)位置安裝一個(gè)無(wú)線溫度傳感器，在便于觀測(cè)的地點(diǎn)安裝無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)控顯示裝置，并可以實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警功能，還可以在手機(jī)端安裝實(shí)時(shí)監(jiān)控App，實(shí)時(shí)在線觀測(cè)溫度，按日、按月、按年自主形成溫度曲線圖便于對(duì)比，真正實(shí)現(xiàn)了高壓設(shè)備溫度的便捷實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 電網(wǎng)智能網(wǎng)絡(luò)巡檢一體化系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

2.1 架空電力線路智能巡檢現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用

2.1.1 架空電力線路遠(yuǎn)程視頻在線監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用

架空電力線路遠(yuǎn)程視頻在線監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)架空電力線路的24h 實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，可在后臺(tái)任意設(shè)置時(shí)間進(jìn)行抓拍現(xiàn)場(chǎng)照片。該裝置的電源采用太陽(yáng)能板+蓄電池供電，即使出現(xiàn)陰雨天氣也可保證15天持續(xù)使用。該裝置具備AI 智能分析功能，在線監(jiān)控裝置一旦發(fā)現(xiàn)截取監(jiān)控畫面內(nèi)出現(xiàn)機(jī)械車輛、施工等異常情況，裝置會(huì)通過(guò)圈定截取畫面與以往畫面進(jìn)行智能分析比照，智能分析變化情況，利用在線監(jiān)測(cè)裝置配備的警報(bào)器進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警提示，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類違規(guī)作業(yè)人員起到及時(shí)的提醒作用。在線監(jiān)控裝置的自身發(fā)射裝置是基于現(xiàn)代4G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)浇⒑玫暮笈_(tái)控制中心，后臺(tái)控制中心具備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析功能，運(yùn)維人員通過(guò)PC 端或者手機(jī)客戶端實(shí)時(shí)調(diào)取數(shù)據(jù)、查看現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻巡檢。系統(tǒng)可以大量保存各類信息數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)基點(diǎn)存在違章信息進(jìn)行匯總分析，有利于運(yùn)行管理部門進(jìn)行針對(duì)性整改。圖1為架空電力線路遠(yuǎn)程視頻在線監(jiān)測(cè)裝置現(xiàn)場(chǎng)圖片。

圖1 架空電力線路遠(yuǎn)程視頻在線監(jiān)測(cè)裝置現(xiàn)場(chǎng)圖片

2.1.2 架空電力線路無(wú)人機(jī)精細(xì)化巡檢的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)自身具有攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速、載荷豐富、任務(wù)用途廣泛、起飛降落對(duì)環(huán)境要求低、可自主飛行等優(yōu)勢(shì)。將無(wú)人機(jī)應(yīng)用到電力線路巡檢方面可大大提高電力線路維護(hù)和檢修的速度和效率，確保電力線路運(yùn)行安全。采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行常規(guī)電力線路巡視檢查，可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高巡線人員的安全性，且無(wú)人機(jī)巡線速度快、應(yīng)急迅速、能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷、提供信息。

利用無(wú)人機(jī)巡檢架空電力線路，可以近距離、多角度地對(duì)架空電力線路中的絕緣子、導(dǎo)地線以及金具等設(shè)備進(jìn)行觀察，不會(huì)受到地形限制，提高線路巡檢效率，減少了人工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；可快速高效地對(duì)可疑故障點(diǎn)進(jìn)行排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，有效減少登塔高空作業(yè)；創(chuàng)建線路桿塔精細(xì)坐標(biāo)，建立線路激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；可自主創(chuàng)建飛行巡視路線，實(shí)現(xiàn)巡視路線最優(yōu)化。具備RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）功能，能夠從多角度、多層次對(duì)線路運(yùn)行工況進(jìn)行采集分析，實(shí)現(xiàn)360°立體化巡視。攜帶高可見(jiàn)光、紅外測(cè)溫設(shè)備對(duì)線路進(jìn)行全天候測(cè)溫。適應(yīng)全地域巡視，特別對(duì)塌陷區(qū)淹水區(qū)域可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)精準(zhǔn)化巡視。搭載警報(bào)器喊話功能，在發(fā)現(xiàn)有施工威脅情況時(shí)可以喊話警告。圖2為無(wú)人機(jī)巡檢架空電力線路現(xiàn)場(chǎng)。

圖2 無(wú)人機(jī)巡檢架空電力線路現(xiàn)場(chǎng)

2.2 變電站及線路導(dǎo)流接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫實(shí)際應(yīng)用

2.2.1 變電站導(dǎo)流接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用

變電站開(kāi)關(guān)柜內(nèi)及架空電力線路各接頭（包含電纜接頭）安裝無(wú)線測(cè)溫裝置。高壓開(kāi)關(guān)柜是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用的電氣設(shè)備高壓開(kāi)關(guān)柜由于內(nèi)部電流電阻的作用會(huì)產(chǎn)生電阻熱，在炎熱高溫的夏季或者散熱較差的封閉環(huán)境下常常會(huì)出現(xiàn)高壓開(kāi)關(guān)柜溫度較高的狀況，一旦高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度過(guò)高，則十分容易造成電氣設(shè)備損壞故障等問(wèn)題。同樣架空電力線路（包含電纜接頭）亦存在此類情況。所以，實(shí)時(shí)掌控高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)及架空電力線路（包含電纜接頭）各接頭的溫度是十分必要的。

為保證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備及線路各接頭溫度，永煤供電分公司特引進(jìn)無(wú)線測(cè)溫裝置。高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，只需要在各接頭位置安裝一個(gè)無(wú)線溫度傳感器，使用硅鋼制作綁扎帶固定牢靠。圖3為變電站無(wú)線測(cè)溫裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝。在便于觀測(cè)的地點(diǎn)安裝無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)控顯示裝置，裝置所在設(shè)備通電電流為5A，可實(shí)時(shí)顯示溫度，并可實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警功能。還可以在手機(jī)端安裝實(shí)時(shí)監(jiān)控App，實(shí)時(shí)在線觀測(cè)溫度。App 可以按日、按月、按年自主形成溫度曲線圖便于對(duì)比，真正實(shí)現(xiàn)了高壓設(shè)備溫度的便捷實(shí)時(shí)監(jiān)控。圖4為變電站無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

圖3 變電站無(wú)線測(cè)溫裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝

圖4 變電站無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

2.2.2 電力線路導(dǎo)流接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用

電力輸電線路導(dǎo)流接點(diǎn)測(cè)溫裝置由若干監(jiān)測(cè)子站和服務(wù)器組成。其中，監(jiān)測(cè)子站部署在電力桿塔上，其自身又由監(jiān)測(cè)子站主機(jī)和一系列數(shù)據(jù)采集單元等組成。監(jiān)測(cè)子站主機(jī)內(nèi)置GPRS/4G 網(wǎng)絡(luò)通信模塊、充電控制器等，監(jiān)測(cè)子站負(fù)責(zé)從各采集單元接收數(shù)據(jù)，并將其通過(guò)GPRS/3G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大幅提升電力輸電線路在線監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)性以及決策處置的智能化水平。如圖5所示。

圖5 電力線路無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

3 結(jié)語(yǔ)

智能網(wǎng)絡(luò)巡檢一體化系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)合了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外監(jiān)控監(jiān)測(cè)的新型設(shè)備，充分發(fā)揮了大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高了輸電線路、變配電設(shè)備的遠(yuǎn)距離巡檢性能，不僅提高了各類巡檢的質(zhì)量及準(zhǔn)確性，而且大大節(jié)省了物力、人力，提高了工作效率，確保了電網(wǎng)各類設(shè)備的運(yùn)行安全。