智能電網下輸電線路的運行狀態監測技術研究與分析

翟虎成

摘 要：建設輸電線路狀態監測系統，是提升輸變電設備生產和管理水平的重要手段，而實現監測數據的遠距離、可靠傳輸是該系統的關鍵。因此，結合智能電網輸電線路監測技術的發展要求，探究了與智能電網輸電線路監測系統相適用的技術功能，并提供了通信系統的典型設計方案。

關鍵詞：智能電網；輸電線路；狀態監測；變電設備

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.096

在全球“綠色產業革命”的大環境中，低碳生活和低碳經濟概念逐漸受到人們的關注，一些發達國家在政府引導下，進行了一系列關于電力發展的戰略性規劃，最有代表性的為“智能電網”理念。智能輸電網作為智能電網的重要組成部分，對輸電設備的管理要求較高。

1 智能電網輸電線路監測技術的發展

自1990年開始，智能電網輸電線路監測技術的發展大致分為3個階段：①1990—2000年。該階段以研究院所和高校開展的絕緣子泄漏電流在線監測技術理論研究工作為主。②2001—2009年。隨著輸電線路運維需求的不斷提高和通信傳感技術的快速發展，國內科研院所和專業廠家陸續開發了在線監測產品，比如雷擊定位系統、輸電線路覆冰、導線舞動、線路防盜、圖像監控和導線測溫等，并已在電力系統中應用。但由于系統架構不規范、相關標準不健全，導致運行中裝置的接入不統一，運行不穩定，形成了孤島運行。③2010至今。2010年，我國智能電網建設全面實施，依據線路運行實現了“狀態化、標準化和安全化”的總體要求，國家電網公司頒布了《輸電線路在線監測裝置通用技術規范》等14項標準，并委托中國電科院建設了輸變電設備狀態監測裝置入網檢測實驗室。

2 智能輸電線路監測系統的建設要求

采用智能輸電線路監測系統可實現輸電線路多種監測信息的統一管理，可集中顯示輸電線路設備的運營情況；構建智能決策系統后，可利用環境監測數據正確地判斷輸電線路的運行狀況，在線路故障前及時預警，從而為生產決策提供支持和調度提供信息來源。通過統計和分析輸電線路監測數據，可為電力系統的規劃設計公司、科研人員提供數據信息支持。因此，監測系統必須滿足可靠性、擴展性、交互性、擴展性、規范性和擴展性要求，從而更好地對輸電線路監測數據進行統計和分析。

3 智能輸電線路監測系統及其功能

3.1 監測系統

監測系統由中央控制器、數據采集卡、電源控制器、數據存儲單元、通信模塊、時鐘芯片等部分組成，可實時監測輸電線路。運行參數主要有輸電線路導線的運行溫度、導線風偏程度、絕緣子污穢程度、輸電線路走廊氣象條件信息等。

3.2 監測數據的圖形顯示技術

在線監測系統借助傳感器將采集到的信號通過數據采集卡送入中央控制器，并利用傳感器收集溫度、濕度、雨量和振動等方面的環境變量。中央控制器可按照通信協議，通過傳送器將信息傳送至遠方監控中心，從而將數據存于不易丟失的大容量閃存中。監測系統可利用監控中心發出的控制信號，執行數據采集、修改分機釆樣時間等操作。監測系統的大屏幕具有顯示功能，在輸電線路勘測數據的基礎上運行，可將輸電線路和電氣設備按其實際地理位置展示在地理背景屏幕上，形成輸電線路走廊、架空線路、金具等設備的二維、三維圖像，還可形成直觀的虛擬現場，表現輸電線路的故障情況，這有利于測距定位。此外，還可以為輸電線路的可視化仿真、設備評估、災害預警提供可視化平臺。利用直觀化的方法，可以及時、快速地顯示發生故障的輸電線路及其地理位置信息，以方便實施設備維護操作指令。

3.3 專家庫決策技術

借助專家庫可查看輸電線路監測的知識庫、監測算法的模型庫、設備檢修的方案庫、狀態的評估結果等，還可以交互查詢數據、圖形和表格等信息。

3.4 輸電線路監測預警技術

采用該技術可綜合分析各個監測子系統的監測數據、在線或離線數據、電氣設備的基礎數據，還可分析設備故障的臨界條件，在故障即將發生的情況下，準時告知線路檢修人員排查故障。一旦監測系統中的氣象系統檢測到風暴、雨、雪等天氣情況時，會分析其發生的地域、時間，并發出預警信息，告知線路運行單位制訂災害預防方案，從而減小災害對線路的損壞。

3.5 其他輔助技術

在構建三維輸電線路場景后，搭建輸路監測系統的教育學習平臺，并借助輸電線路監測工作中的視頻畫面、PPT、培訓資料等內容開展教學；統一管理輸電線路的設計數據、圖紙和輸變電工程設備檔案資料等，并有效處理數字檔案。

4 結束語

本文基于智能輸電線路監測系統的建設要求，探究了智能輸電線路監測技術，并提出了對輸電線路運行狀態監控具有良好指導作用和實際意義的監測技術。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕