電力線路運行在線監測技術發展研究

梁振華

摘要：作為智能電網建設的關鍵環節以及電能輸送的紐帶的電力線路，是電力系統的重要組成部分，一旦發生運行故障，會導致區域電力系統的崩潰，造成嚴重的電網事故，只有對電力線路本體和周圍環境的進行全面在線監測，才能保證線路安全、可靠、穩定運行。因此，本文以電力線路運行在線監測技術發展為研究課題，通過分析電力線路運行在線監測的概念及關鍵技術，歸納總結了電力線路運行在線監測技術的發展趨勢。

關鍵詞：電力系統;線路運行;在線監測技術

引言

線路巡檢是有效保證電力輸電線路及其設備安全穩定運行的一項基礎工作。傳統的巡檢管理方法經常出現由于巡檢不到位、處理不及時而引發的線路事故。隨著信息技術的發展，使得對電力輸電線路的在線監測、在線巡視成為可能，采用先進的在線監測技術手段及時獲取輸電線路的運行狀態和環境信息也顯得越來越重要和迫切。

1 電力線路運行在線監測的概念

電力網絡覆蓋廣闊、地理復雜、運行環境惡劣、巡線困難、維護工作量大。從近幾年的歐美大停電到年中國南方罕見的冰雪災害都證明了電力線路的重要，也證明了電力網絡的脆弱。正由于電力線路運行過程中會出現一些問題，所以對于電力線路采用線路巡視的方式，以便掌握線路運行的狀況，及時發現設備缺陷和隱患。但目前的電力線路運行維護方式仍較多采用傳統的人工巡線方式，存在著設備落后、工作量大的缺點。要保證電力網絡安全穩定運行，解決人力資源緊缺和線路長度不斷增長的矛盾，需要轉變生產管理模式，引進先進的電力線路運行狀態在線監測技術和先進的離線監測設備，建立監控中心，為實現從“周期巡檢”到“狀態檢修”的轉變提供信息收集、分析處理及設備評估等技術支持。

2 電力線路運行在線監測關鍵技術分析

2.1 覆冰在線監測技術

覆冰在線監測技術主要通過在線測量風向、風速、導線拉力、絕緣子傾斜角等參數，根據風荷載數學模型求得風阻系數，建立覆冰載荷計算模型;利用絕緣子傾斜角測量導線自重及桿塔受力狀態，建立桿塔不均衡張力數學模型，根據設計條件，通過各種理論模型的計算，監測導線的桿塔不均衡張力、覆冰厚度、氣象參數、現場圖像等。在桿塔上安裝氣象、覆冰厚度等在線監測裝置，采集監測數據;采用無線通訊方式把實時數據傳輸到電力公司，監控中心可以直接調用有關覆冰的各種數據。

2.2 絕緣子泄露電流在線監測技術

絕緣子泄露電流在線監測技術主要通過在每基耐張桿塔安裝一個監測分機，電流信號通過泄露電流采集環傳遞到監測分機，由信號處理單元處理監測分機采集的信號，隨后進入轉換器，單片機計算出泄露電流平均值脈沖個數。泄露電流監測分機一方面將一些環境參數和泄露屯流值通過傳輸到地市局監測中心，另一方面保存監測數據。監控中心的主機控制信號通過泄露電流監測分機進行實時數據采集、歷史數據請求等操作。絕緣子泄露電流在線監測對象主要包括微氣象、A/B/C三相泄露電流值、各相泄露電流的脈沖次數。

2.3 桿塔傾斜在線監測技術

桿塔傾斜在線監測的測量裝置由傾角監測模塊、全球移動通信系統通用分組無線服務技術（GSM/GPRS）無線通信模塊、傾角測量模塊和時鐘存儲模塊等構成。主要通過將個傾角測量旋轉編碼器安裝在桿塔上，且兩個裝置與地面平行，相互垂直，對桿塔的橫縱向角度進行測量。若桿塔傾角正常，則每隔一段時間啟動GSM/GPRS模塊，將數據上傳到上位機監控中心。通過時鐘存儲模塊為測量裝置提供時鐘基準，便于上位機分析和比較長時間跨度的數據。桿塔傾斜度監測對象包括桿塔橫向角度、縱向角度和微氣象。

2.4 微氣象在線監測技術

微氣象在線監測系統一般由三部分構成：監測分機、通訊基站和中心主機（分析查詢系統）。監測分機在線監測微氣象區的環境風速、風向、雨量、溫度、濕度、大氣壓力等參數，對實時采集的參數進行壓縮處理，通過GSM/GPRS等通訊方式將數據傳遞到監測中心，通過數據服務器進行數據的自動處理和分析，將所有數據通過各種統計圖、報表、曲線等方式顯示給用戶。

2.5 圖像視頻在線監測技術

圖像視頻在線監測技術主要通過CDMA/GPRS等無線方式采集到現場視頻圖像，將其傳輸到系統主機上，實現對電力線路和桿塔設備以及周邊通道環境的全天全方位監控。該裝置能夠完成對電力線路本體和線路走廊環境的遠程可視化監測，其中電力線路本體包括電力導線、桿塔、絕緣子串以及間隔棒、線夾金具等，線路走廊環境包括地基、植被以及周圍的人員、車輛活動等。該裝置還能和導線覆冰監測裝置、防盜監測裝置等配合使用，以提供方便直觀的現場信息。

2.6 防盜在線監測技術

防盜監測裝置主要采用超聲波傳感器監測塔身附近的物體移動;采用紅外傳感器分辨該移動物體是否為熱源標（如人員等恒溫動物、車輛發動機等發熱物等）;采用振動傳感器則可以進一步監控到塔材在受擊打或切鋸塔材時的振動和聲音。信息以無線傳輸方式發送到線路管理人員的手機上，線路管理人員根據報警信息到桿塔處巡檢。

3 電力線路運行在線監測技術的發展趨勢

雖然我國對于智能電力線路的微氣象在線監測、防盜在線監測和桿塔傾斜在線監測開展較早，技術相對較成熟且應用較普遍，但還需進一步解決在線監測系統電能供給和數據傳輸的共性問題。絕緣子泄漏電流在線監測、覆冰在線監測圖像視頻在線監測等系統，由于難以驗證監測數據是否與現場實際相符，只能默認監測數據與試驗室數據相吻合、監測數據與現場實際的發展趨勢相吻合。測量結果還只能作為運行決策的一種參考，相關理論還有待進一步發展，數學模型還有待進一步完善。

結語

電力系統安全是國民經濟持續快速健康發展的基礎和保證，事關國家經濟發展和社會穩定，電力線路作為電力系統的主干網絡，是電能輸送的紐帶，其可靠性及運行情況直接決定著電網的穩定和安全。本文通過分析電力線路運行在線監測關鍵技術，提出了電力線路運行在線監測技術的發展趨勢，對電力線路運行在線監測的發展具有一定的參考借鑒。

參考文獻

[1]趙立英，王敏珍.輸電線路桿塔接地狀態在線監測技術研究[J].現代電子技術，2019，42（12）：100-103+107.

[2]胡文龍.在線監測技術在輸電線路運維中的應用研究[J].中國設備工程，2019（10）：104-105.

國家廣播電視總局二〇二三臺? ?海南? 臨高? 571800