输电线路在线监测技术应用

葛涛　厉刚　国网山东省电力公司微山县供电公司　277600



输电线路在线监测技术应用

葛涛厉刚国网山东省电力公司微山县供电公司277600

【文章摘要】

输电线路是智能电网建设的关键和电能输送的纽带，一旦发生运行障碍，就会造成区域电力系统的崩溃，导致严重的电网事故，所以输电在线监测技术是提高电网安全运行和输送能力的必然要求。本文讨论了输电线路在线监测技术中存在的共性问题，分析了信息采集技术和信息传输技术，建立了输电线路在线监测技术系统模型，对未来的输电线路在线监测技术的发展进行了展望。

【关键词】

输电线路；在线监测；技术应用

1　输电线路在线监测技术机理

输电线路在线监测系统主要是由各种前端监测装置和系统前站组成，其中系统前端有输电线路运行状况监测和显示中心，实现对前端监测到的信息的统计、分析、处理、查询和控制等作用。前端监测装置是输电线路的各种远端监测、近端监测和控制装置，例如数据采集终端、数据终端单元和各类传感器等。输电线路在线监测系统具有高度集成性、可以实现采集、处理和传输数据的作用，如图1，可以通过设计前端监测装置来全天候和全方位的监测输电线路本省和周边环境的状况，并进行采集和处理监测数据，利用4G无线网络将处理的数据传输到后天监控主站对数据进行存储、分析、显示，及时发现并处理输电线路的故障，保持输电线路的运行状态，从而提高输电线路的稳定性和可靠性，实现对输电线路的可控、在线控制、智能控制。

1.1在线监测主站系统

输电线路在线监测主站采用分布式结构和冗余、集群技术配置方式，既保持了系统运行的可靠性，又满足了系统安全防护的要求，与外部通讯系统配置硬件防火墙，硬件方面应满足IEC61970CIM/CIS和IEC61968 UIB电力企业应用系统集成总线，以便于各系统的互联、信息交流和用户再开发。

1.2数据传输实现

对输电线路本省和周边的环境进行全天候的监测，这对监测点的监控信息传输的实时性、可靠性有很高的要求，所以无线信息传输方式一直是输电线路在线监测技术的研究关键。由于传统的无线通信方式无法实现输电线路的实时监测，所以本文提出来无线4G网络输电线路在线监测的通信方式，通过实验，该方式可以实现监测信息的高效、快速的传输。主站系统通过TCP/IP协议实现网络数据传输，从而提高图片、数据的传输可靠性，主站监控设备按照骨干层、核心层、汇聚层结构设计，实现监控中心一点接入调度数据网。

2　输电线路在线监测技术应用

2.1在线监测技术基本要求

输电线路在线监测技术应用具有必要性和可行性，这对于保障输电线路的安全运行具有非常重要的意义。为逐步规范输电线路在线监测技术，输电线路在线监测装置应满足以下基本要求：

1）从分考虑输电线路运行人员在高空作业环境下安装方式的简便和可靠;

2）安装标准确定数据传输方式和存储方式，以便于实现在线监测数据的统一管理;

3）安装的装置不能成为线路的薄弱点和隐患，不能影响线路机械性能的可靠性;

4）安装的装置应满足标准的电晕要求和无线电干扰要求，确保线路电气性能的可靠性;

5）能抵抗输电线路电磁场，适应各种恶劣气候，无需外在电源，免维护，保障输电线路的长期稳定运行;

2.2在线监测技术应用范围

1）输电线路覆冰在线监测

输电线路在覆冰状况下，依托后台诊断分析系统对监测数据进行分析，实现对线路冰害事故的提前预测，输电线路覆冰状况有2种工作原理，其一是通过监测线路拉力来反映覆冰状况，将应力传感器串接在绝缘子上，其应用前提为应力传感器通过试验和安全性论证。二是通过监测导线倾斜角、弧垂等参数来反映覆冰状况，不需要改变线路参数、不会影响线路的运行安全。

2）输电线路导线舞动监测

导线舞动会严重损害线路，造成螺丝变形、金具断裂、塔材、导线落地、折断，出现大面积停电。其原理是：根据档距和线路的具体情况，在导线中安装适当的导线舞动监测仪，并采集3个方向的加速度信息，依据对监测点基本信息，分析线路的舞动半波数及计算导线运行的轨迹相关参数，判断舞动危害，从而发出报警，避免倒塔、放电等事故的发生。

3）输电线路气象和导线风偏在线监测

输电线路气象和导线风偏在线监测可以分为风偏校验提供实测依据和监测点所在线路设计。通过检测中心对送电线路所经区域气象资料的观测、记录、收集，积累运行资料，完善风偏计算方法，同时准确地记录输电线路杆塔上最大瞬时风速、风压不均匀系数、强风下的导线运动轨迹等，为制定合理的设计标准提供技术数据。

4）输电线路导线微风振动监测

微风振动是造成高压架空输电线路疲劳断股的主要原因。微风振动对架空线路造成的破坏是长期积累的，所以具有很强的隐蔽性。微风振动监测系统通过振动监测仪来记录导线与线夹的最后接触点以外一定距离弯曲振幅、频率和线路周围的风向、风速、湿度、气温等气象环境参数，并结合导线力学性能，分析导线的疲劳寿命和线路微风振动的水平。

3　结束语

我国电网的发展将提高运用的安全性、可靠性和经济性放在首位，实现降低用户费用、节能减排的目标，着为输电线路在线监测技术的指明了发展方向，所以，今后输电线路在线监测技术应用应该优化基础算法、提高稳定可靠性和实时性、合理利用能源，本文苏输电线路在线监测技术进行了深入的学习，从信息采集和传输等几个方面对现有技术进行了分析研究，并提出了监测模型，是输电线路在想监测技术具备了基本的技术先进、对象全面、装置可靠、科学合理的特点。

【参考文献】

[1]黄新波、孙钦东、王小敬等.输电线路危险点远程图像监控系统[J].高电压技术.2007

[2]刘和云、周迪、付俊萍等.导线雨凇覆冰预测简单模型的研究[J].中国电机工程学报.2001

[3]刘丽榕、王玉东、肖智宏等.输电线路在线监测系统通信传输方式研究[J].电力系统通信.2011

[4]胡毅.输电线路运行故障分析与防治.北京:中国电力出版社.2007

[5]葛耀中.输电线路高频保护[N].西安:西安交通大学出版社.1986

图1　输电线路在线监测技术机理图