關于電力預警設備的設計

金雨坤

摘要：這是一種基于電力調度數據網的廣域數據采集設備，進行統計、匯總、分析，了解故障多發與頻發的線路或設備狀態，對大風，低溫，酸雨等惡劣環境做到提前預防與重點檢查，進而高效、科學地保障電力設備的安全可靠運行。

關鍵詞：預警裝置；熵權法

1.監測雨水PH值

隨著我國工業化進程不斷加深，廢氣尾氣的排量不斷增加，各地的線路地氣污穢等級不斷上升，污區分布圖沒有得到及時有效的更新，導致線路絕緣水平較差。因此，采用Sensorex 水質PH傳感器S290C系列，，如下式所示，響應速度快，可進行溫度補償，本預警設備通過PH傳感器對雨水的酸堿度的記錄能較為準確的監測絕緣子，架空線路的實時狀況。

E （1）

E：電極電位；

Eθ：電極的標準電壓；

R：氣體常數；

T：開氏絕對溫度；

F：法拉第常數；

n：被測離子的化合價；

2.監測風速

風速的大小直接影響風力對輸電線路作用力的大小，尤其是在外界環境溫度較低時，線路將覆冰，一定方向的風會在線路上產生不均勻的空氣動力，引發導線低頻且大幅度的自激震蕩，即為馳震，引起輸電線路，桿塔或其他器具的機械性破壞，因此風速的監測是必要的。風速越大，越易使輸電線路發生傾斜，絕緣子串的風偏角越大，當預警裝置測得風速超過最大設計風速，易發生風偏跳閘。通過剛性靜力學模型進行風偏角計算，當只考慮風向β的豎直分量向上時的情況時，風偏角可求得：

（2）

（3）

Fd為垂直于導線方向的水平風荷載；

Fj為絕緣子串風荷載；

Gd為導線垂直荷載；

Gj為絕緣子串重力；

本設計采用PG-510FX-CG為風速傳感器，集數據采集、記錄和傳輸于一體，低功耗、高可靠（適應惡劣環境，失電時不丟失數據），自動生成記錄曲線。

3.監測溫度

隨著各項環境保護政策的出臺，輸電線路旁植被覆蓋率不斷增加，在特定節日里的祭祖活動，極有可能引發火災，火災會直接增加跳閘發生的概率，從根本上威脅高壓輸電線路以及電氣設備的安全。本裝置采用H8SLS-300型紅外溫度傳感器，通過測量目標發射的紅外輻射強度計算出物體的表面溫度。快速測量儀器及線路的溫度。

4.影響因子熵權法分析

假設存在m組需要評價的故障案例，每一組案例包含PH值，溫度，風速三個待確定指標，按照一定規則定量的抽取各個方案有關多指標的評價矩陣。

對于一些異常數據，根據專家意見，調整其權重，得到最后的評價矩陣，公式如下：

（4）

從而計算出指標j里面i方案的指標比重大小Pij以及第j項指標的熵的大小eij：

（5）

（6）

當k與案例個數m聯系緊密時，一般將這m個案例視為無序狀態，即有序度為0，e=1，此時 ， 。

因此，指標熵權aj的計算公式為：

（7）

總結

輸電線路運營維修人員應對災害風險時，往往依靠歷史故障和專家經驗劃分重點監控區域而制定巡檢計劃，常常造成欠巡視或過巡視，本套預警評估方法實時監測溫度，風速，雨水PH值，通過對輸電線路影響因子的分析，可以確定其整體的安全狀態等級，并給出針對性應對措施。

參考文獻

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（作者單位：成都理工大學和技術與自動化工程學院）