輸電線路在線監測系統的信息傳輸技術

王巨峰

【摘 要】隨著我國電力行業的不斷發展，人們對于輸送電穩定性和可靠性需求也在不斷提升，如何確保電能穩定安全的輸送，已是當下電力行業發展面臨的重大挑戰。同時也是電力行業實現科技化和現代化發展必須要解決的問題?；诖?，為進一步確保電力運輸安全與穩定，實現對輸電線路隨時進行監測和檢修很有必要，從而有效保證電力系統的安全暢通性，還可以節省部分不必要的維修費用，對我國電力行業未來實現可持續發展具有重要的影響意義。

【關鍵詞】輸電線路；在線監測系統；信息傳輸技術

1實施電力系統輸電線路監測的重要性

電力系統集發電、輸電、變電、配電等功能于一身，而輸電線路安全穩定則是確保上述功能實現的前提。但實際上，由于輸電線路具有輸電距離長、布局范圍廣、承載電能需求呈多樣性變化、布局環境復雜等特點，因此很容易受到外界因素的干擾，象雷電、暴雪、冰雹等天氣因素干擾，還有地震、山洪等自然災害的干擾。上述對于電力系統的輸電線路運行均會產生嚴重的影響，同時還會對線路本身造成不可逆轉的損壞，引發輸電安全問題。其中最為典型的問題便是會造成輸電線路舞動，在強大的風力及嚴寒的影響下，線路舞動會產生強大機械振動能量，不僅會對線路自身產生嚴重危害，使得線路不堪重荷發生斷裂，同時也會對桿塔、金具、絕緣子造成強烈沖擊，使其產生疲勞損害。另一方面，我國的用電分布并不均勻，各地區用電量具有一定的差異性，尤其是在高峰時段，電力系統輸電線路需要面對的壓力更大，一旦出現線路故障問題，將會對電力系統供電安全造成嚴重影響?；诖?，做好電力系統輸電線路的監測與檢查顯得尤為重要。通過對輸電線路的運行狀況進行密切監測，從而能夠第一時間發現線路故障，及時進行維修，可有效避免輸電線路問題進一步惡化，造成重大安全事故，為人們的日常用電提供有力的保障。

2輸電線路狀態監測通信傳輸網絡的設計

2.1通信傳輸架構的演進

在輸電線路狀態監測通信傳輸網絡中，主要利用傳感器、監控器等實現終端信息的儀器構成過程層的通信傳輸網絡，具有通信面較廣與信息類型較為復雜的特點，對通信傳輸的安全性、可靠性以及實時性要求較低，對資產管理類終端的可移動性要求則較高。輸電線路狀態監測通信傳輸網絡的間隔層主要用來匯集間隔過程的所有實時數據，并完成信息數據傳輸的承上啟下。因此，通信傳輸網絡的間隔層要求迅速且同時完成與過程層和站控層的網絡通信傳輸。在通信傳輸網絡中，站控層是該區域變電站控制中心與遠端的變電站控制中心以及電力企業的設備管理中心構成的通信傳輸核心網絡。在實際應用中，站控層主要利用光傳輸網或數據網完成信息的交換與傳輸。在輸電線路狀態監測通信傳輸網絡中，過程層、間隔層以及站控層中的通信傳輸設備形成邏輯上與物理上的樹狀拓撲，邏輯結構較為單一，信息數據的流向為終端到主站的縱行方向。

2.2通信傳輸網絡結構的設計

輸電線路狀態監測通信傳輸網絡的建設主要應用匯聚交換機、接入交換機、主IEDCAC、主IEDCMA、主IEDCAG以及IED設備。在設備連接操作中，采用穩定性較高的樹狀拓撲結構，可有效避免產生廣播風暴，屬于較常使用的連接結構方式，同時能夠增強通信傳輸網絡的擴展性，方便實施故障的隔離，整體提升通信傳輸網絡的可靠性。在邏輯網絡的構建上，不再僅僅使用樹形一點對多點的層級結構，而是采用全互聯、扁平式的網狀網絡進行連接，能夠對通信傳輸網絡中的主IED設備實施分布式布置，為數據的存儲與計算提供一點對多點的網狀通信支持。

2.3輸電線路狀態監測通信傳輸網絡的設備選擇

在輸電線路狀態監測通信傳輸網絡建設過程中，可使用OSI七層體系結構中的路由設備、交換設備以及傳輸設備組成通信設備。其中，路由設備應選用穩定性與可靠性較好的路由器。鑒于路由器的網絡協議較為復雜、數據信息傳遞與交換效率相對較低、網絡配置靈活程度較差，需要加設DHCP服務器或DHCP中繼等輔助設備，促進功能的實現。交換設備的優勢在于數據信息的傳輸與交換效率相對較高，通信協議較為簡單，且寬帶的使用率較高。此外，通信傳輸網絡的可控性較差，需利用快速生成樹協議、生成樹協議以及IEEE802.1P補充協議實施調整。以基于SDH的多業務傳輸平臺與同步數字體系網絡為代表的傳輸設備，具備帶寬較高、時延程度低且安全性能較好的優點，但其對資源的利用率較低，并不適合接入網。

3輸電線路在線監測技術的實際應用

3.1氧化鋅避雷裝置在線監測技術

現階段氧化性避雷裝置在新監測技術主要技術手段有基波法、補償法、數字諧波法、溫度測量法等。實時監測現場設備，定時監測設備周圍環境變化及MOA泄露電流值，通過信號傳遞系統傳輸至監控中心，采用專家分析軟件判斷氧化鋅避雷裝置運行狀態及自身性能。輸電線路可視遠程監控系統：可視遠程監控系統主要為靜止圖像和錄制視頻，由于受到監測設備分機電源功率、通訊設備種類、以及投入成本限制，一般會采用靜止圖像來對現場實際情況進行分析判斷。

3.2輸電線路防盜系統在線監測

輸電線路防盜系統早期應用的是聲控探測、紅外線探測等技術。隨著科技的進步現階段線路防盜系統采用了新型的桿塔防盜報警裝置，這種裝置采用的技術手段是微波感應式防盜系統。微波感應式防盜系統由監測分機、監測中心以及監測巡檢人員三部分構成。變電站中每個桿塔均會安裝獨立的監測分機，監測分機可以實時監測桿塔的情況以及周圍環境中移動物體狀態，由此來確定被盜竊桿塔的位置、時間，以便于巡檢人員及時到達現場處理。

3.3輸電線路覆冰情況在線監測

目前線路覆冰監測技術主要有兩種：一種是采用現場圖像來分析判斷線路覆冰情況；二是根據監測到的數據來計算，然后和設計參數比較進而給出判斷。輸電線路動態增容及溫度變化在線監測：輸電線路增容方式主要有動態監測增容和靜態提溫增容。靜態提溫增容需要假設符合技術規程的前提下環境溫度+40℃，導線上的風速和日照強度仍符合技術要求，這就將導線的溫度提升至80～90℃，從而提高導線輸送的能量。動態監測增容是在線路上安裝監測設備，利用監測分機對導線自身狀態以及外界環境進行監測，根據所得參數計算線路載流量的極大值，進而實現線路輸送能量的最大化，這種方法不需要突破現行技術規定。

3.4輸電線路絕緣子污穢在線監測

絕緣子污穢在線監測是由在設備上安裝監測分機，利用監測分機實時、定時監測絕緣子表面泄露的電流量，并將監測到的數據通過通信系統傳至監控中心，利用專家軟件系統對數據進行分析。

結束語：綜上所述，輸電線路安全穩定性在電力系統中的作用非常重要，其有效保證了電力系統功能的實現，為人們提供了更為安全、穩定的電力供應。因此必須要做好其在電力系統輸電線路的監測與檢查，結合實際情況做好對檢測與檢查方法的應用，從而有效保證電網輸電線路的輸電穩定性，保持輸電系統的平穩性，為人們生產用電和生活用電安全提供有力的保障。

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（作者單位：國網遼寧大連供電公司）