《输电线路状态监测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《输电线路状态监测（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、输电线路状态监测1. 背景和意义由于我们国家地域经济发展不平衡，能源消耗重点区域往往远离能源产地，这就决定了我们国家在很长的时间内都需要远距离大容量的输送电能。超高压输电网是电能输送的载体，输电线路的安全性是国家安全的一个重要组成部分。随着科技水平的不断发展，特别是数字电子、计算机、通信等技术广泛应用到电力行业，我们已经有能力对输电线路进行全方位的监测和评估。国家此时提出建立智能的输电线路状态监控中心系统，提高输电网的安全性和稳定性，恰逢其时。为了响应国家建立坚强的智能电网的要求，我公司开发了 型输电线路状态监控中心系统。本系统是完全按照国家有关建设智能电网的规范而开发的，开发过程参考了大量的
2、国标和行业标准，是输电线路状态监控的完整的解决方案。2. 系统概述 输电线路状态监测系统实现了对高压输电线路实时监测，系统中的监测监控装置对输电线路周边状况及环境参数进行全天候监测，获得数据通过GPRS/CDMA/SMS/INTERNET 传输数据到系统主站，使输电线路运行于可视可控之中，有效减少由于各种因素引起电力事故。数据采集终端的“集成化”和监测数据的“可视化”、“数字化”是本系统最大的亮点。本系统首先将建立起输电线路状态的 SCADA 系统，采集输电线路运行过程中的各种“数字化”的状态参数，包括绝缘子泄漏电流、脉冲电流、脉冲频次、绝缘子串倾角、杆塔倾斜、微气象、导线倾角、导线弧垂、导线
3、负荷、导线温度等状态；同时，系统还会采集大量图片信息，真实反应输电线路及杆塔的周围环境；此外，系统还支持输电线路故障在线监测，能准确的实现双电源线路的故障定位，确定故障点的供电方向。与EMS系统类似，SCADA 系统也是 系统的基础，通过数字化和可视化的方法，把实际的输电网络真实地反映到计算机系统中。由输电线路状态的 SCADA 系统和建立在此数据平台基础上的各个高级应用模块构成输电线路状态监测集控平台，对相应的在线监测数据、报警数据、故障信息结合历史数据进行统计分析，可实现气象在线监测、图像监控、绝缘子污秽在线监测、绝缘子串风偏在线监测、杆塔倾斜在线监测、导线弧垂在线监测、导线负荷温升在线监
4、测、覆冰在线监测、线路故障在线监测等多种可扩展的应用系统。针对各个应用系统，开发了大量的高级应用程序（PAS），实现了更多有价值的应用。这些应用包括：故障诊断通过对状态数据的分析，参考设备特征参数和损失模式，查找故障和事故的原因，提出建议，避免今后发生类似故障在线预警根据状态参数，发现线路存在的隐患，包括外力侵袭破坏等，及时发出预警，避免故障的发生辅助决策对输电线路状态进行预测和趋势分析，分析结果将为运行调度单位提供决策的信息支持状态检修根据综合的线路运行过程中的状态信息，并按照设备状态检修导则，实现输电线路状态检修风险评估根据输电通道周边环境信息，以及运行状态信息，评价输电线路未来的运行风险
5、本系统的投入使用，将实现对输电线路的运行状态和环境进行集中、全面、实时的监测，对事故隐患提出预警，为生产管理提供决策信息支持，为调度提供辅助决策信息。这套系统的应用必将为用户带来巨大的社会价值和经济价值。 3. 系统结构 输电线路状态监测系统主要由系统主站和各种监测装置组成。系统主站（MS，Master Station）是整个输电线路状态监测系统的监控和管理中心，实现所有监测信息的汇集、处理、分析、显示、控制等功能。远端监测装置（RTU，Romote Terminal Unit）是用于超高压线路的各种远方监测、控制装置的总称。包括数据终端单元（DTU，Data Terminal Unit）、数
6、据采集单元和各类传感器等。其中数据采集单元具有高度集成性，可采集、处理和传输多种数据。3.1. 系统组成结构 输电线路状态监测系统组成结构如图1所示。图 1 系统组成结构图3.2. 主站网络拓扑结构 主站服务器 数据服务器Web服务器Ethernet调度员工作站网关管理员工作站客户端前置机前置机标准时钟通信设备其他系统（如调度 SCADA系统等）RTURTU。 RTU图 2 系统主站网络拓扑图3.3. 系统软件结构 状态评估风险评估风险评估状态检修其他功能气象在线监测绝缘子串风偏在线监测导线负荷温升在线监测图像监控杆塔倾斜在线监测覆冰在线监测系统高级应用绝缘子污秽在线监测导线弧垂在线监测线路故
7、障在线监测气象站数据终端基础、监测、状态、统计、 分析等数据输电线路状态SCADA平台集控平台各类监测数据输电线路集成数据采集终端输电线路导线集成 温湿度传感器雨量传感器光辐射传感器风速传感器风向传感器气压传感器远端监测装置杆塔倾斜传感器图像监控终端输电线路故障监 测终端检测终端绝缘子泄漏电流监 测终端输电线路负荷/ 温升监测终端3.4. 在线监测系统列表 系统型号 系 统名称图 3 系统软件结构图功能描述SHTA-2004 输电线路状态监测系统 绝缘子污秽在线监测系统杆塔倾斜在线监测系统系统集控平台 监测绝缘子泄漏电流、脉冲电流、脉冲频次； 计算盐密、灰密 监测杆塔倾角SHTA-2005 S
8、HTA-2006 SHTA-2007 SHTA-2008 气象在线监测系统覆冰在线监测系统图像监控系统 导线弧垂在线监测系统监测温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、 光辐射 监测气象参数、导线倾角；采集现场图片；计 算导线覆冰厚度 采集现场图片；可配置其它传感器，联动拍摄 监测导线温度、弧垂；实现动态增容SHTA-2013 SHTA-2014 绝缘子串风偏在线监测系统 监测绝缘子串风偏角 输电线路故障在线监测系统 监测线路故障；判断故障点的供电方向 导线负荷/温升在线监测系统 监测导线电流、导线温度；实现动态增容3.5. 远端监测装置产品列表 装置型号 装置名称 SHDA-2114-01 图像
9、监控终端 SHDA-2114-02 图像监控终端 SHTA-2111-02 温湿度传感器 SHTA-2111-03 雨量传感器 SHTA-2111-04 光辐射传感器 SHTA-2111-05 大气压力传感器 SHTA-2111-06 风速传感器 SHTA-2111-07 风向传感器固定机位的摄像机 带云台的摄像机 温度、湿度传感器 雨量传感器 光辐射传感器 气压传感器 风速传感器 风向传感器产品描述SHTA-2114 导线状态集成监测终端导线温度、导线弧垂、导线电流、导线风偏集 成监测装置 SHTA-2115 输电线路故障检测终端短路、接地故障判断和定位；停电、送电状态 监测 SHTA-21
10、16 输电线路负荷/温升监测终端 导线温度、导线电流集成监测装置 SHTA-2120 绝缘子泄漏电流监测终端绝缘子装的集流环，采集泄漏电流和脉冲电流 信号 SHTA-2113 输电线路集成数据采集终端 接收和处理导线温度、导线弧垂、导线风偏、 线路故障、图像和杆塔倾斜数据，实现数据远 传，支持遥控和遥调 SHTA-2111-01 SHTA-2117 气象站数据终端绝缘子串风偏监测终端接收和处理气象数据，实现数据远传，支持遥 控和遥调 采集绝缘子串的风偏角4. 系统功能 4.1. 绝缘子污秽在线监测 【背景和意义】 随着工农业生产的日益发展,供电系统中的绝缘子污染日益严重, 绝缘子上沉积的污秽物
11、在湿度较大的天气中很容易发生污闪, 严重影响供电系统的可靠性。在电力系统故障统计中，架空送电线路雷击故障所占比例也同样一直居高不下，成为困扰安全供电的一个普遍难题。同时由于污闪和雷击故障的破坏性和隐蔽性，使用传统的查找方法，不仅效率低、时间长、劳动强度大，而且有的故障点难以定位，极有可能成为以后发生线路事故的严重隐患。【功能和作用】 通过实时测量绝缘子的泄漏电流、脉冲电流、脉冲频次，统计其单位时间内放电脉冲数据，分析雷击闪络故障和工频闪络故障，并可综合温湿度等气象参数，利用专家分析系统，对绝缘子表面污秽（灰密、盐密）进行定量分析得出当前绝缘子表面的污秽程度，并提供准确的预警信息，让绝缘子表面污
12、秽清洗工作更加准确有效。【典型界面】4.2. 绝缘子串风偏在线监测【背景和意义】 当风力作用于导线上，垂直于线路方向的分量将使导线产生横线路的摇摆偏移，摇摆幅度取决于风速、绝缘子、导线自重等因素，摇摆到一定角度后，导线与塔身的距离减少，小于正常运行时的空气间隙，在工频电压下空气隙击穿放电，其中最易发生导线、引流线在强风作用下对塔身风偏放电，导致输电线路失地故障。【功能和作用】 通过绝缘子串风偏监测终端实时测量绝缘子串的风偏角（悬垂角角度），系统应用软件可根据绝缘子串的风偏角和杆塔基础数据计算出和杆塔之间的空气间隙，并当风偏角较大或者安全间隙接近或者小于门限时，实现预警和报警，可有效的防止风偏闪
13、络故障的发生。【典型界面】4.3. 输电线路杆塔倾斜在线监测 【背景和意义】 我国地理分布广泛，地质条件复杂多样，当输电线路经过煤炭开采区、软土质地区、山坡地、河床地带等特殊地带时，在自然环境和外界条件的作用下，杆塔基础时常会发生滑移、倾斜、沉降、开裂等现象，从而引起杆塔的变形或倾斜。杆塔倾斜将造成杆塔导地线的不平衡受力，引起杆塔受力发生变化，造成电气安全距离不够，影响线路正常运行。【功能和作用】 通过安装在杆塔上的倾斜监测装置对杆塔的倾斜角度进行实时监测，及时向系统主站上报角度数据，系统应用软件根据杆塔基本数据进行计算，能发现杆塔倾斜微小变化，实现预警和报警，帮助运行部门及早发现隐患，及时排
14、除故障，从而提高输电线路运行的可靠性。【典型界面】4.4. 输电线路气象在线监测【背景和意义】 我国地域广大，电力线路和设备具有危险点分散性大、距离长、难以监控维护等特点，而由气象台提供的对某个地区的定时定点监测记录并不能完全准确地反映特点电力线路走廊和变电站等重要区域的气象条件，其历史气象数据完全一片空白，给自然灾害预防及研究带来了一定的困难。随着全球气候环境恶化的加剧，冰雪、洪涝、冻雨、大风等灾害时候发生，而且越来越频繁。输电线路易受覆冰、舞动影响，而出现大面积事故停电，给电力系统及人民生活造成极大的直接与间接经济损失。【功能和作用】 主要针对输电线路走廊的微气象环境数据进行全天候实时监测
15、，获取当地气象实时和历史数据，如环境温度、湿度、风速、风向、降雨量等，既可用于输电线路覆冰状态的分析和判决的依据，又可为灾害预测、状态检修等提供全面的信息。【典型界面】4.5. 输电线路图象监控 【背景和意义】 随着电力建设的迅速发展，电网规模的不断扩大，在复杂地形条件下建设的电网越来越多。现有输电线路的运行安全和线路的使用寿命，已被广大电力工作者所关注。迅速增长的输电线路给线路运行人员带来越来越多的巡视维护工作，对交叉跨越、人员活动密集地等线路危险点的观察又是必不可少的，因此急需采用新的技术手段来辅助线路运行人员提高工作效率。【功能和作用】 SHTA-2007 图像监控系统使输电线路运行于可视监控之中。该系统利用先进的数字视频压缩技术、低功耗技术、GPRS/CDMA 无线通讯技术、太阳能应用技术，将现场图像信息传输到监控中心的服务器上，线路管理人员可以通过主站服务器或远程进行登录，查看线路的监控图像，从而实现对输电线路全天候监测。线路管理人员通过图像监控系统，可及时了解现场信息，将事故消灭在萌发状态，有效地减少由于导线覆冰、洪水冲刷、不良地质、火灾、导线舞动、导线应力变化、通道树木长高、线路大跨越、导线悬挂异物、线路周围建筑施工、塔材被盗等因素引起的电力事故，大大减少巡视人员的巡线工作量，特别适用于维护人员不易到达的区域。【典型界面】4.6. 输电线路
