輸電線路智能化運行維護技術(shù)研究

摘要：隨著智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，發(fā)輸變電所普及的的范圍越來越廣泛，輸電線路的長度和設(shè)備也顯著增加。目前，對于智能化輸電線路的運行維護技術(shù)還處于摸索階段，急需提高，因此輸電線路智能化運行維護技術(shù)成為了重要的研究課題。文章從智能化輸電線路建設(shè)和發(fā)展方向著手介紹了輸電線路智能化運行維護技術(shù)的重要性和必要性。其次介紹了智能化輸電線路的自檢自愈能力、防御性能和效率等方面特征，指出了實現(xiàn)輸電線路智能化運行維護的關(guān)鍵。最后，介紹了幾種輸電線路智能化運行維護技術(shù)實現(xiàn)的方法，如輸電線路地理信息系統(tǒng)GIS、機器人巡線、無人機巡視和輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)等。

關(guān)鍵詞：輸電線路；智能化；自建自愈；運行維護；在線監(jiān)測系統(tǒng)

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）15-0009-02

1智能化輸電線路建設(shè)和發(fā)展

隨著智能電網(wǎng)在我國逐步推廣和大面積的應用，輸電線路無論是電壓等級還是輸電距離都顯著提高。近年來傳感器技術(shù)、測量設(shè)備的精度和控制方法水平的提升為發(fā)變電系統(tǒng)智能化進程提供了巨大幫助，只有輸電線路還稍微滯后，但也在有條不紊的建設(shè)和投運中，這就急需我們對智能化輸電線路進行運行維護技術(shù)的研究。輸電線路智能化是在先進的通信技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動化、智能化和數(shù)字化的輸電方式。需要克服原有輸電線路在輸電建設(shè)過程中所遇到的惡劣自然地理條件、老化和斷線等故障問題，因此在建設(shè)智能化輸電線路是應該安裝自行運行和維護的智能化體系，如可根據(jù)事故進行預警、診斷和故障定位等功能，使得維護工作有充分時間而不影響輸電質(zhì)量。同時在智能化輸電線路建設(shè)中使用了大量的通信和測量手段，需要對大量的測量數(shù)據(jù)進行接收、分析和實現(xiàn)自動解決問題的能力，因此有必要最大程度的發(fā)展在輸電線路中的計算機技術(shù)和科學的分析處理方法。

2智能化輸電線路的特征

智能化的輸電線路因其定義為基于先進通信技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)的自動化輸電方式，因此具有與傳統(tǒng)的輸電線路不同的特征。了解這些特征，對于輸電線路智能化的運行維護有很大幫助。智能化輸電線路最主要的特征是具有自我檢測和修復的能力，主要通過在線檢測線路運行的實時數(shù)據(jù)，進行安全穩(wěn)定的分析，快速對自身狀態(tài)進行評估，然后通過快速的自動重合閘或切除故障段并啟用備用線路實現(xiàn)整個線路輸電不中斷。其次，智能化輸電線路要安裝眾多的測量保護裝置，必須要具有很強的兼容性，同時還要滿足快速處理能力和具有集成性，以滿足線路建設(shè)的可行性。最后，智能化輸電線路和傳統(tǒng)的輸電線路一樣，還具有超強的抵御自然災害或人為破壞的能力，這樣才能保證電力用戶的供電質(zhì)量。

3輸電線路智能化運行維護技術(shù)研究

輸電線路智能化運行維護是通過計算機技術(shù)和輸電線路建設(shè)配套使用的自動化測量和監(jiān)測設(shè)備實現(xiàn)的運行維護技術(shù)。該技術(shù)從目前使用情況和未來智能電網(wǎng)發(fā)展前景來看都是必不可少的，符合時代的需要和智能電網(wǎng)運行的需求。隨著我國不斷對原有輸電線路進行改造和升級以及新建設(shè)更高等級的輸電線路的趨勢來看，輸電線路智能化運行維護技術(shù)全面實施指日可待。通過一定的實踐經(jīng)驗，現(xiàn)在已經(jīng)明確了該技術(shù)實現(xiàn)的主要方法和相關(guān)技術(shù)要求，指出了實現(xiàn)輸電線路智能化運行維護的關(guān)鍵所在。

3.1輸電線路智能化運行維護概念

輸電線路智能化維護是輸電線路正常運行時或發(fā)生故障時，線路的測量系統(tǒng)能及時的將該時刻的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)測量得到并傳輸至系統(tǒng)中進行處理，再自行判斷和解決的過程。在該過程中，還要做到區(qū)分線路中不同的信號，實現(xiàn)對于故障部分有效地切除和解決但又不會對非故障處造成影響。

3.2輸電線路智能化運行維護的實現(xiàn)關(guān)鍵分析

從輸電線路智能化運行維護的定義可以看出，其實現(xiàn)的關(guān)鍵主要是運行數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析和處理能力。如何提高這些能力將直接決定該技術(shù)在輸電線路運行維護中是否起作用的關(guān)鍵。對于運行數(shù)據(jù)的采集，近年來傳感器技術(shù)不斷發(fā)展，開發(fā)出了許多微型的具有很高精度的廉價傳感器，將它們大量應用于輸電線路中在理論上能滿足運行數(shù)據(jù)采集的要求，但是需要投入大量的財力和人力進行安裝。而要將采集的大量狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行男枰岣邆鬏斈芰Γ梢允褂眯l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)建立一個遠程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實現(xiàn)遠距離大數(shù)據(jù)傳輸。當數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行暮螅瑪?shù)據(jù)的處理分析時整個維護的重中之重。如果數(shù)據(jù)處理能力跟不上輸電線路負載變化速度，那么在切斷故障元件或部分時，會引起相關(guān)聯(lián)的非故障元件或部分出現(xiàn)異常反應，嚴重時可能造成連鎖反應，出現(xiàn)大面積停電事故，無法保障線路的可靠性和安全性。因此，必須充分的結(jié)合計算機技術(shù)和智能化設(shè)計思路，對輸電線路數(shù)據(jù)的分析和處理能力進行提高。

除了在數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析和處理能力方面需要提高外，整個智能化運行維護的體制也是實現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵。好的運行維護體制一般包括“三集中、九統(tǒng)一”，如：集中管理、集中維護、集中監(jiān)控和統(tǒng)一的操作維護管理制度、統(tǒng)一的技術(shù)裝備水平等。在實現(xiàn)輸電線路智能化運行維護時，可建立維護中心，對輸電線路和相關(guān)設(shè)備從地域、電壓等級等方面進行分級維護和集中維護。

4輸電線路智能化運行維護的實現(xiàn)方法

4.1輸電線路GIS三維圖像靜態(tài)可視化

輸電線路地理信息系統(tǒng)GIS是通過GPS、遙感系統(tǒng)和激光雷達掃描等技術(shù)實現(xiàn)的，結(jié)合三維地形圖和二維平面圖無縫對接，將輸電線路桿塔顯現(xiàn)在地圖上，構(gòu)成輸電線路網(wǎng)。該方法可視化程度非常高，但是前期成像工作復雜，不適用于我國大面積輸電網(wǎng)成像，并且制作成本非常高。

4.2使用機器人巡線維護

由于我國地域遼闊，電力資源分布不均，高電壓等級的輸電線路都在偏遠地區(qū)和野外，使用人力巡線工作量大且效率不高，地形環(huán)境影響大。因此，使用機器人在線巡線維護可以有效的解決上述問題。通過現(xiàn)有的機器人應用實例知道，配備了檢測儀器(紅外檢測儀、可見光攝像機)的機器人可沿導線行走，將檢測的信息傳送給地而裝置，進行分析處理。這種方法可以有效地降低人為工作量和避免地形條件的影響，但是氣候環(huán)境特別是冰雪暴風對機器人巡線有較大影響，且研發(fā)經(jīng)費過高，因此還未得到廣泛使用。

4.3無人機巡視

無人機巡視是通過一種無線電遙控或自載程序操縱無人駕駛飛行器進行的巡視方法。該方法涉及多個高科技領(lǐng)域，研究難度和科技含量較高，應用起來受到較大限制，現(xiàn)僅有個別地區(qū)在進行試點使用。但是該方法有其獨特的優(yōu)勢：巡視過程中無需載人，提高巡視續(xù)航能力；操作簡單，不受氣候影響，且巡視速度快，因此效率比機器人巡視高很多；同樣可以降低人員工作量和不受地形影響。所以，隨著輸電線路智能化運行維護的發(fā)展，無人機巡線必將成為一種速度快、效率該、發(fā)展?jié)摿Υ蟮难簿€方式。

4.4輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)

輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)事通過各種探測器對輸電線路的溫度、濕度、所受風速風向、覆冰積雪狀態(tài)等進行監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控人員根據(jù)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和圖像對現(xiàn)場情況進行分析，調(diào)度和指揮專業(yè)搶修人員對事故進行搶修和檢修。這樣就形成了一個集中監(jiān)控，分散處理的監(jiān)控系統(tǒng)，能隨時對輸電線路進行監(jiān)測和維護。通過多年的發(fā)展，根據(jù)監(jiān)測狀態(tài)的不同，輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)主要可以分為輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路風偏在線監(jiān)測、輸電線路桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路導線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)等。輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)科做到實時監(jiān)測、全天作業(yè)和進行預測性分析，這是輸電線路智能化運行維護實現(xiàn)的重要方法，且對其研究較多，了解也更深刻，因此，如今得到廣泛的應用。

5結(jié)語

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，輸電線路智能化運行維護技術(shù)還有待提高，本文通過對輸電線路智能化發(fā)展現(xiàn)狀和智能化運行維護技術(shù)的研究做了簡要介紹，同時指出了實現(xiàn)輸電線路智能化運行維護的關(guān)鍵所在，根據(jù)這些關(guān)鍵點，提出了輸電線路地理信息系統(tǒng)、機器人巡線、無人機巡視和在線監(jiān)測系統(tǒng)等實現(xiàn)方法，也為輸電線路智能化建設(shè)指出了方向。

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