電力設備運行狀態在線監測系統的設計和實現

陳順平

摘要：近些年，隨著人們生活水平的提升，推動了我國電力需求的不斷增長，對電網安全的穩定性提出了更高要求。高壓電力設備承擔著國家戰略發展重要任務，其穩定性和可靠性具有重要意義。研究電力設備運行狀態在線監測系統的設計方案，為提升電網運行安全性提供參考。

關鍵詞：電力設備;運行狀態;在線監測系統;設計

引言

電力輸送過程需基于高壓輸電線路完成，作為智能電網的核心構成，高壓輸電線路的安全穩定運行與否會對整個電網產生直接影響，規模及范圍不斷擴大的電力系統對高壓輸電線路的監測提出了更高的要求，設計并完善高壓輸電線路的在線監測系統仍然是目前研究的重點領域。不斷發展完善的智能電網及動態增容技術為輸電線路實時高效的監測過程的實現提供了有力支撐，但目前由于受到技術及成本等限制，存在以單點監測為主、尚未組網形成監測系統等問題，輸電線路在線監測產品及監測過程的智能化、自動化、互動化水平還有待提高，需通過進一步完善以降低實際使用過程中的故障率、使用及維護成本。

1電力設備在線監測系統的系統架構

1.1變電站運行環境監測

運行環境監測一般采用無人值班監測系統，主要包括安全和視頻防護監測，運行狀態下的實時監測、防盜報警、出入口監測和火災預警等，實現變電站內部環境濕度溫度監測，室外環境溫濕度、風速雨量實時觀測等，利用紅外線、紫外線及電子感煙技術，實現變電站煙霧、明火、漏電情況及進排水實時監測和記錄，經過通信網絡傳輸到子站系統，再將視頻和安防信號傳輸到集控中心，密集性排查變電站運行情況。

變電站運行環境監測是輸電網環境監測信息上傳的重要組成部分，一旦出現危機情況，遠程視頻監控終端自動切換窗口，傳輸報警信號和圖像，自動定位地圖報警位置和類型，聯動照明、警笛等設備，支持多聯動報警機制，視頻單元系統將實現險情監控及自我檢查，實現全方位智能化聯動和跟蹤定位事故地點，傳輸到集控中心，實現及時掌控。

1.2監測設備的供電

桿塔上不能懸掛較長的導線，桿塔上使用電池時更換難度較大，且禁止從高壓輸電線路取電，可安裝于桿塔上的節點，監測子站和部分圖像傳感器節點可采用太陽能供電系統（和節點一起安放在塔上），其所采用的免維護鉛酸蓄電池的容量根據實際情況計算獲取（包括設備功耗和連續陰雨天數），選取太陽能電池組件則以發電量、電池電壓、設備功耗等為依據（連續陰雨天間的最短間隔期間）。合理的供電系統利用充足的光照即可有效滿足設備持續供電的需求。此外需注意根據桿塔對承重和抗風要求設計供電系統的體積和重量，導線溫度監測節點可采用電磁感應供電方式，避免對導線造成損傷。通過將蓄電池加裝于設備上以避免斷電情況（通常由輸電線路載荷不足、繼電保護跳閘引起）的出現，蓄電池充電時由電磁感應供電。為避免IEEE802.11和802.15.4相互干擾，各自指定了固定的通信信道，各包含11個和16個信道，IEEE802.11使用信道1，IEEE802.15.4使用信道21或22，可以同時使用。

2對電氣設備運行狀態在線監測系統實現的建議

2.1強化在線監測管理工作

只有不斷強化在線監測工作的管理協調，才能使監測系統設計和應用得到最大限度的發展。近年來，我國電力設備運行狀態在線監測發展很快，如何有效實施電力設備在線監測，提升產品功能和穩定性，實現現場安裝、設計規范化，電力設備安全、運行穩定成為重點解決的問題。這就需要我國電力部門要建立一套完整的綜合性評估監測機制，對電力設備中的技術性能、先進性、可靠性和電力設備生產單位進行綜合評價。

2.2數據采集模塊

系統中數據采集模塊主要是對智能變電站設備的運行參數進行檢測，通過實時數據監測同時利用特定的通信協議將數據發送到智能變電站的中心機房，數據經過預處理以及數據的集中，數據經過預處理之后將數發送到不同的地方中心機房，之后對檢測數據進行分析計算。通過對不同電力設備數據的分析處理，對于分析處理的數據類型需要滿足市面上使用的大多數設備的數據類型，從而保證數據的兼容性，同時數據采集模塊需要預留足夠的數據通信結構，從而便于日后進行功能擴展，滿足不同電力設備的應用需求，為系統升級提供基礎保障。

2.3提升科研基礎能力

電力設備在線監測系統的設計和實現，離不開科研單位、高校的技術支持，利用科學技術實現在線裝置的開發，拓寬監控系統功能。還需要大力支持科技創新能力，加大技術研發和研究，尤其是對電氣設備元器件、變壓設備和氣體絕緣設備進行技術攻關。如電力變壓器綜合性監控設備，能反映故障性質的特征參數，提升綜合診斷能力。重點發展局部放電監測系統抗干擾能力研究，引進國外先進技術，結合我國電力設備實際情況，探究出具有我國自主創新能力的在線監測系統，將在線監測技術應用到電力行業中。同時，加大對氣體絕緣組合電器在線監測技術的開發，監測故障性放電因子，加大技術攻關，盡早實現監測技術的應用化。

結語

在線監測系統是將電器設備運行狀態進行分析和交流，通過對其的數據采集，將信息傳輸到處理器中，應用計算機技術處理后，通過光纖通信傳輸到監測中心站的系統，通過該系統的應用，實現了電力設備的遠程控制和操作，為中心基站和工作人員提供了可靠的監測數據，及時排除電力設備故障，提高了電力設備運行的可靠性和穩定性。

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