在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用研究

李翔宇

國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)春供電公司輸電運(yùn)檢室 吉林長(zhǎng)春 130033

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)電力供應(yīng)的質(zhì)量和數(shù)量提出了更高的要求。由于受地域限制以及環(huán)境的影響，輸電線路設(shè)計(jì)路徑不僅多變復(fù)雜而且自然地理?xiàng)l件極其惡劣，輸電線路頻繁遭遇各種威脅。加上線路中各種電力設(shè)備、電氣元件和電纜隨著服役年限的延長(zhǎng)而逐漸老化，嚴(yán)重影響了輸電線路穩(wěn)定、有效地工作。傳統(tǒng)運(yùn)維管理模式下，維護(hù)人員周期性巡視雖然可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，但是受其自身局限性的影響，對(duì)輸電線路在特殊氣候與環(huán)境中難以實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè)，并且對(duì)線路走廊外力的變化在巡視周期的真空期無法及時(shí)掌握，故而使輸電線路容易因缺乏監(jiān)測(cè)而于下一個(gè)巡視開始之前便發(fā)生故障[1]。

1 輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，即為引入各式各樣先進(jìn)的監(jiān)測(cè)方法，設(shè)計(jì)出可靠適用的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)輸電線路予以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，保障技術(shù)人員可實(shí)時(shí)掌握輸電線當(dāng)下運(yùn)行狀況，并有效發(fā)現(xiàn)及解決各種故障隱患，促進(jìn)輸電線路的安全有序運(yùn)行。輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)主要由狀態(tài)采集終端、狀態(tài)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)測(cè)中心等組成。

2 輸電線路在線監(jiān)測(cè)原理

由于輸電線路在遭受自然災(zāi)害、缺陷發(fā)展與污穢積累等破壞下，電力設(shè)備會(huì)在物化與電氣等方面呈現(xiàn)出一定的征兆以及少量漸進(jìn)的發(fā)展過程，因此在將相應(yīng)信息及時(shí)采集并經(jīng)處理分析后，以具體數(shù)值大小與變化趨勢(shì)為依據(jù)便可對(duì)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)與剩余壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患并發(fā)出預(yù)警信息，其為在線監(jiān)測(cè)技術(shù)原理。在現(xiàn)代輸電線路中，由于電力設(shè)備種類較多且結(jié)構(gòu)差異明顯，因此對(duì)被測(cè)信號(hào)的抽取與轉(zhuǎn)換（目的是讓監(jiān)測(cè)裝置可以識(shí)別）需借助于多種形式的傳感器，然后通過電纜傳送，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)接收[2]。

3 輸電線路的檢查要點(diǎn)和維護(hù)措施

在對(duì)輸電線路進(jìn)行檢修和維護(hù)時(shí)，必須由專業(yè)的檢修人員來操作，熟練掌握離線和在線的檢修方式。在對(duì)架空輸電線路進(jìn)行檢修時(shí)，重點(diǎn)是檢修時(shí)的安全問題，因?yàn)殡娋€桿、塔等所處的工作環(huán)境容易受各種外界因素的干擾。在外界電路材料的檢修和保養(yǎng)維護(hù)時(shí)，要確保線路的穩(wěn)定工作和檢修人員的人身安全。防雷檢測(cè)是保證輸電線路穩(wěn)定工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)的有效手段，目前，我國(guó)的防雷技術(shù)已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平，但是，仍需要在日常生活中對(duì)輸電線路進(jìn)行保養(yǎng)和檢修，以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在輸電線路的建設(shè)過程中，工作人員要嚴(yán)格按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，做到每個(gè)環(huán)節(jié)都有專人檢查，提高輸電線路的整體工作效率，減少由輸電線路故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

4 輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

4.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

為了利用好各供電企業(yè)原有投資及建設(shè)成果，縮減原本系統(tǒng)接入的改造成本，進(jìn)而完成合理銜接，新建輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)盡可能依托原本系統(tǒng)較上層環(huán)節(jié)集中接入的技術(shù)手段，在系統(tǒng)建設(shè)起始階段，以盡可能小的成本維持系統(tǒng)運(yùn)行。依據(jù)行業(yè)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將統(tǒng)總體架構(gòu)劃分成裝置層、接入層以及主站層三大層級(jí)。同時(shí)，結(jié)合輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)需求及系統(tǒng)信息組織模式，依據(jù)不同功能將系統(tǒng)劃分成CMA客戶端、CAG客戶端以及主站系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。

4.2 數(shù)據(jù)通道建設(shè)

因?yàn)檩旊娋€路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置環(huán)境較為惡劣，且分布范圍廣、數(shù)量眾多，因而如何保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有序傳輸，是系統(tǒng)建設(shè)所需解決的一項(xiàng)重要課題。現(xiàn)階段還未有現(xiàn)成的通信系統(tǒng)可適用于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的搜集及傳輸，即便可借助大量技術(shù)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，然而還存在一些技術(shù)環(huán)節(jié)有待完善；如今可引入的通信技術(shù)尤為豐富，基于此，應(yīng)當(dāng)依據(jù)裝置與網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)情，推進(jìn)輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)通道的建設(shè)，輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道，如圖1所示。輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依托無線通信方式向不同地區(qū)輸電工區(qū)CMA傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，工區(qū)CMA經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)接入點(diǎn)及主站系統(tǒng)CMAIP完成數(shù)據(jù)傳輸，狀態(tài)監(jiān)測(cè)主站系統(tǒng)與信息接入網(wǎng)關(guān)機(jī)依托數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)交互。狀態(tài)監(jiān)測(cè)主站系統(tǒng)作用于接收及分析CMA傳遞的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并輔助完成主站系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的控制指令。

圖1 輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道示意圖

4.3 主站系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

依據(jù)輸電線路在線監(jiān)測(cè)主站系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，將主站系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)劃分成客戶端層、Web服務(wù)器層以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層三大層次。其中，客戶端層主要由瀏覽器模塊組成，系統(tǒng)各項(xiàng)操作大多在此模塊開展，擁有不同操作權(quán)限的用戶，可獲取對(duì)應(yīng)不同的功能。Web服務(wù)器層主要由Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)接入、WCF基礎(chǔ)通信模塊等組成，Web服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢及管理功能，可為客戶端層提供信息依據(jù)；WCF基礎(chǔ)通信模塊可為Web服務(wù)器提供基礎(chǔ)通信功能。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層主要由權(quán)限控制、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等組成，權(quán)限控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶權(quán)限的設(shè)置；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯計(jì)算機(jī)編程語言描述；數(shù)據(jù)庫可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)所需求一系列數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

5 結(jié)語

雖然近年來輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)得以不斷發(fā)展成熟，并得到廣泛推廣，然而因?yàn)檩旊娋€路分布范圍廣、數(shù)量眾多，使得輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中依舊面臨一系列問題。因此，生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)單位及管理部門應(yīng)當(dāng)不斷鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高對(duì)輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)內(nèi)涵特征的有效認(rèn)識(shí)，充分結(jié)合生產(chǎn)、管理實(shí)際需求，結(jié)合實(shí)際監(jiān)測(cè)應(yīng)用中存在的問題，逐步改進(jìn)與完善輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，積極促進(jìn)輸電線路的安全有序運(yùn)行[3]。