無信號區輸電線路智能監測系統的應用研究

潘宏偉，梁芝柱

（寧波供電公司，浙江 寧波 315033）

0 引 言

針對極端災害天氣逐年多發頻發的嚴峻形勢、電網設備數量急劇增加、電網搶修工作任務逐年繁重和智能監測及預警服務體系不成熟等現實因素，現階段迫切需要借助科技手段，建立輸電網智能監測及預警服務網絡系統，提高電網自然災害應急和處置能力，將線路氣象災害事故消除于萌芽狀態。隨著科技的發展，采用數字科技手段提高電網安全運行水平成為現代化電網發展的必然趨勢，實現無人煙區、無信號覆蓋區輸電線路運行工況的實時監測與監控，將是實現智能輸電網的重點。因此，構建無信號區輸電線路智能監測系統勢在必行。

1 系統實用案例分析

1.1 現場實施

2016年10月，在寧波供電公司管轄的220 kV山北線、500 kV山花甲線上，安裝了19套基于WiFi、光纖、4G混合自組網通信的輸電線路智能監測系統，實現對監測區域內輸電線路覆冰、微氣象、桿塔傾斜度的監測和視頻山火預防監控功能。這些設備的安裝點全部位于高山、覆冰嚴重、山火重點防范區、移動信號覆蓋不穩定和日常巡視困難等山地區。

通過項目實施，線路維護人員在辦公室或利用手機APP客戶端，可以看到輸電線路現場覆冰狀況、氣象狀況、桿塔是否因覆冰或泥石流發生傾斜等線路的現場實時運行狀況，可以看到線路現場的高清視頻。發生山火時，通過視頻可以實時掌握現場山火的燃燒趨勢[1]。

1.2 數據分析

該區域春季天干物燥，屬于一種典型的火災多發性季節。通過前期數據分析可知，火災頻發的重點區域——山花甲線40#桿塔山。技術人員通過巡視智能監測系統，發現軟件中系統界面呈現的火警信息，及時獲取了山火的準確位置，具體界面如圖1所示。

結合火情地點，筆者在后臺仔細觀察500 kV山花甲線火災的評估指標。結合系統運行提示發現，火災主要由人為因素引發，等級為中等，現場整體火勢比較猛烈；現場的氣溫最高為33°，全天降雨，整體濕度相對較低，維持在35%左右，風速為微風等級。雖然火災現場整體風速較低，但是溫度會逐步提升，如果不緊急控制相鄰山鎮和森林重點防火區域，易引起山上的松樹、桉樹、灌木叢發生火災，產生大面積火災，危機附近居民的人身安全，嚴重威脅電網運行安全。此時，結合無信號區輸電線路智能監測系統的反饋狀況，一部分隊伍輸電部的操作人員緊急按照系統預定方案，科學計算建立隔離帶另一部分隊伍全力滅火。熊熊的烈火沒有嚇退供電鐵軍，反而進一步點燃了他們勇斗山火的激情，隊員全力以赴，撲救蔓延的山火。由于系統及時反饋數據，實施多重應急預案，使山火在1 h內被順利撲滅，保障了人們的生命安全[2]。

圖1 500 kV山花甲線山火現場視頻傳輸圖

2 系統的實踐優勢

筆者通過輸電線路智能監測系統展開實例分析，發現系統優勢主要體現在四個維度。

2.1 豐富電網智能化理論

本課題的研究涉及電力行業，屬于國家重點戰略安全領域，直接影響我國電力產業的安全，為我國的生產建設、人民生活質量提供切實保障。輸電線路在線監測行業屬于智能電網的重要組成部分，也是電力物聯網建設的基礎保障。本項目的實現將有助于推進智能電網的發展，從而帶動整個產業的發展，促進我國逐步實現電網數字化、智能化現代管理。

2.2 降低事故率

由于輸電桿的倒塌具有不確定性，會導致城市供電系統的規模性停電，對經濟、社會造成影響。例如，一段功率為400 MW的500 kV輸電線路，其產生的故障在60 min內造成的經濟損失高達120萬元。采用輸電線路智能監測系統可以有效減少冰雪等災害的發生，線路覆冰時，利用本系統傳輸現場的覆冰視頻，為線路覆冰期搶修提供技術支撐[3]。

2.3 提升智能化管理水平

運用無信號區輸電線路智能監測系統，可以有效解決無線鏈路傳輸不穩定、供電系統運行紊亂、圖像傳輸不清晰和設備維護工作量大等問題，有效解決傳統模式監測的局限性，實現對各信號區線路走廊環境狀況、覆冰狀況、氣象狀況的實時監控，加強覆冰期及重點線路之間的狀況檢測，從而不斷提升智能化管理水平。

2.4 提供技術支撐

無信號區輸電線路智能監測系統的掛網運行，能夠監測電網的覆冰狀況、氣象狀況、桿塔傾斜度，并能傳輸監測區域的高清視頻。電網維護人員在辦公室利用后臺客戶端系統可以實時訪問現場的監測數據和高清視頻，掌握現場線路的運行狀況，猶如親臨現場。局部區域現場出現險情或未來有大范圍自然災害時，系統第一時間以客戶端軟件、手機微信等多種方式向線路運維人員發送預警信息，很大程度上提高電網維護人員對自然災害的反應和處置能力，從而將電網事故消除于萌芽狀態，將事故損失降到最低[4]。

3 結 論

雖然輸電線路智能監測系統已在我國輸電網得到了廣泛應用，設備運行穩定性和數據采集精度性較高，但大面積安裝線監測系統不是很成熟。一方面，工程造價較高，不適合在整個電網范圍內普及應用；另一方面，由于受現有技術監測手段限制、輸電線路運行環境極為復雜、惡劣等因素影響，在線監測系統的監測功能還不能完全滿足國家電網的線路巡檢與管理維護的需求，產品監測功能的完整性與我國智能電網建設需求還有一定距離，仍待后續完善解決。