智能电网输电线路监控技术研究
​艾红卫
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​艾红卫,. 智能电网输电线路监控技术研究[J]. 电网技术研究,2022.3. DOI:10.12721/ccn.2022.157144.
摘要:
新时代的来临给各个行业都带来了巨大冲击,电网输电领域也不例外。在新时期背景下,信息化技术、计算机技术等的广泛应用,为电网输电工作带来了很大便利,传统人工工作模式逐渐被机械化、自动化技术所取代。其中电网输电线路监控技术的应用优势尤为突出,为电力系统管理工作注入了全新的生机与活力。以下本文主要就智能监测系统的构成、常见监测方式以及监测技术进行了简要阐述,以期为相关行业工作者提供些许参考是。
关键词: 智能电网;输电线路;监控技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157144
基金资助:国网黑龙江省电力有限公司科技项目资助

智能技术的应用,在很大程度上提高了输电线路监测工作的效率和质量,不仅可以实现二十四小时无人监控,而且监测范围也能够实现全方位、无死角效果,具有非常突出的实际应用价值。除此之外,通过智能监系统的运用,还能够在第一时间发现电网输电线路运行过程中的缺陷问题,以提醒工作人员进行处理,以免问题积累诱发安全事故,同时也能自动判断故障类型,并给出专业维护建议。这相对于传统人工监测方式而言,风险管控能力更强。

1输电线路智能在线监测系统构成及监测方式

智能可视化输电网在线监测系统由三部分组成:(1)后台管理平台部分,主要实现前端监控系统和网络监控、监控数据和视频图像处理、历史查询和统计分析、设备管理、用户管理等功能,并充分考虑与现有的输电线管理软件系统接口的兼容性。(2)通信网络部分实现前端监控系统与后台管理平台之间数据和图像信息的传输,通常使用cDMAlX或GPRs网络,并可根据实际情况使用现有的光纤网络和无线网桥。(3)前端监测系统通过成像设备和各种传感器获取图像和数据,并返回后台管理平台进行进一步处理。前部监控系统由太阳能和风能组成,超低功耗设计,保证连续阴雨天也能正常工作。

当前高压输电线路监测多采用巡检方式,巡检方法主要有两种:(1)人工逐塔法。是由线路巡查员沿线路逐塔进行检查,许多情况下需要维修人员登上塔台进行检查,查看塔台连接件是否松动,塔台电气绝缘是否完好。该方法耗时长,工作量大,且对工作人员来说存在着许多不确定的不安全因素。(2)直升飞机航测法。是利用直升飞机沿航线逐个检查,利用望远镜和数码相机进行高空俯视巡检。这一方法的优点是减少了人员投入,所需时间短,视野开阔;但采用直升飞机巡视费用高,高空巡检有一定的危险性。

2常见的智能电网输电线路监控技术

智能电网输电线路监控技术采用的是线上监测模式,其监测内容主要包括线路运行状态以及潜在故障参数等。比如线路短路、设备功能异常以及绝缘性能的下降等。现阶段我国比较常用的智能电网输电线路监控技术种类相对多样化,具体而言主要包括以下几种:

2.1电缆覆冰监测

电网输电工程覆盖区域非常广泛,且需要敷设大量的高压电线,其设施具有一定的危险性。因此,这些设施基本上都是设置在户外的,必然会受到户外环境气候影响。当输电线路遇到户外温差变化,受到冷暖温度交叉影响的时候,就会发生温差效应。其中覆冰现象就是由于冷暖力都较强,且交叉时间还较久导致的。该类问题会导致线路受冻损坏,进而发生一系列故障问题。按照结冰的性质不同,可以将线路覆冰问题细化分为四种:其一是雨凇结冰,其二是混合结冰,其三是雾凇结冰,其四是冰冻结冰。每种结冰形成的气象条件都存在一定区别,智能电网输电线路监控技术可以通过气象资料分析法、监测设备视频观测法以及弧垂监测法等几种方式对其进行准确判断分析。

2.2在线绝缘子监测

绝缘子监测主要针对的绝缘泄露问题,通常情况下,绝缘子发生泄露后,其电流波形会形成两种状态,分别是稳态泄漏电流和局部放电脉冲电流,且两种电流振幅存在叠加现象。当绝缘子接近污闪状态的时候,局部是脉冲电流振幅会明显增大,使得脉冲波形出现失真现象。这种电流变化状况具有一定的规律性,因此,可以通过对相关特性参数的变化情况进行分析,判断绝缘子是否处于安全状态。利用智能电网输电线路监控技术对绝缘子泄露进行监测的原理主要如下:通过在电网系统当中安装绝缘子串式泄漏传感器,对输电网中局部放电和表面稳态泄露所产生的脉冲信号进行监测,从而分析相关设备表面的闪络预警和污秽状况,以便为工作人员提供系统维护依据。

2.3输电线雷电流监测

基于输电线路易导电的特性,雷电短路问题是必须进行重点防范的风险。利用智能电网输电线路监控技术可以实现输电线雷电流在线监测,准确记录每个时间节点输电线路的雷流幅度以及波形特征,从而提前对时可能发生的雷电事故进行预判,以便技术人员提前采取安全防护措施。现阶段用于输电线雷电监测的方法主要是磁棒法,其具有测量便捷度高、灵敏性以及稳定性都较强的优势,但是测量数值误差与实际会存在较大偏差,一般只能用于记录雷流的陡度和幅度。

2.4在线监测线舞

除了上述几方面监控内容以外,智能电网输电线路监控技术的应用在在线监测线舞方面也具有积极作用。当输电线路遇到较为时严酷的极端环境时,导线的舞动频率会较高,如果不采取措施加以控制,就会导致相间闪络和金具损坏,进而造成线路跳闸停电或引起烧线、杆塔倒塌、导线折断等严重事故,对输电线路运行安全造成极大的危害。

2.5在线视频监控技术

输电线视频在线监测,主要是安装在林区、人口聚居区、交通事故区等场所,对周围环境进行实时在线监测,及时发现对输电线有危害的行为并予以纠正。输电线视频在线监测主要是充分利用视频压缩、数据传输等技术,对输电线本体状态及相关环境参数进行实时监测。但是,就目前视频监控系统的实际运行情况而言,还存在着数据传输量小,现场视频无法自由控制,信号有时非常微弱等问题,而随着5G网络、CDMA网络等技术的快速发展,无线传输技术能够更好地实现输电线的远程实时监控。

3输电线路在线监测技术需要解决的问题

3.1在线监测技术标准化问题

同类型输电、变电设备由于不同厂家使用的生产工艺、生产材料等存在一定差异,很难确定报警值。在掌握了输电线在线监测装置的数据变化规律及实际应用经验后,还应确定不同输电变电设备的报警值范围。就目前情况而言,输电线路监测数据与离线测试数据存在差异,离线测试的具体标准无法应用于在线监测数据诊断标准。

3.2技术稳定性问题

经过大量的实地调查研究,发现由于传感器、工作电源和通信等方面的原因,输电线路在线监测系统中存在着诸多问题。输电线在线监测装置的稳定性是其能否推广的关键,同时也涉及到电路设计、传感器技术、无线通信等多个技术领域。

4结束语

经过以上分析阐述不难发现,智能电网输电线路监控技术研的应用具有十分突出的租用价值,应用场景广泛,且技术效果良好,能够有效改善传统电网输电线路系统的运行效率以及运行质量。因此,相关行业工作人员应当对此引起高度重视,积极学习先进的技术理论知识,并加强理论与实践的融合创新应用力度,以促进行业长效健康发展。

参考文献

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[3] 翟虎成. 智能电网下输电线路的运行状态监测技术研究与分析[J]. 微计算机信息, 2015, 000(024):96,99.

[4] 刘志明. 智能电网中光纤式输电线路覆冰监测关键技术研究[D]. 北京邮电大学, 2016.

作者:艾红卫(1968-),男,湖北武汉人,哈尔滨电力职业技术学院(副教授),研究生,专业方向电力系统及自动化

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