摘要:高压输电线路中在线监测技术的应用,可通过全天候的采集与输电线路运行状况的相关指标,使工作人员了解输电线路中各设备的状态及预测未来的发展趋势,并据此采取相应的状态检修措施,以达到减少事故发生和降低事故率的目的,保障供电的可靠性,进而为社会经济发展及广大人民群众提供优质的供电服务。本文对输电线路在线监测技术进行了探讨。
关键词:输电线路;在线监测技术;应用
在线监测技术是一项先进的技术,将其应用于输电线路运行进修中,能够及时发现输电线路的故障问题,从而为输电线路检修提供科学的数据和依据,在线监测技术能够有效监测输电线路的覆冰情况、绝缘子绝缘状态以及线路震动问题等,为了提高输电线路的运行质量和水平,即必须做好动态监测工作,提高线路的运行质量。
1 输电线路在线监测的内容
目前,输电线路的在线监测内容主要有:与监测导线信息相关的包括了监测导线风偏、监测导线温度和损伤、监测导线张力、监测绝缘子表面污秽等;与监测杆塔信息相关的包括了监测杆塔变形及倾斜、监测杆塔塔身应力等与自然现象引起的线路信息相关的包括了雷电活动导致的线路低压、绝缘闪络,监测到的线路接地故障等。输电线路在线监测系统的构成分为线路数据采集模块、线路设备监测子站模块、线路总数据汇集点模块、监测后端平台模块等几个部分。送至线路设备监测子站模块的数据是由线路数据采集模块所采集到的线路运行信息,多个子站接受到的线路运行信息将在数据汇集点模块汇总并通过有线的方式或者无线的方式将线路信息送至监测后端平台,供监测人员观察分析,以便确定设备是否需要维护。
2 输电线路在线监测技术的应用
2.1 输电线路视频监测
在人口密集的地区和交通事故频发的地段以及走兽飞禽等动物频繁活动的森林,都需要对输电线路安装视频在线监测系统,这是为了能够实时掌握输电线路周边的状况,尽早发现和排除安全隐患,以及故障发生后通过视屏录像能及时准确地找出对输电线路造成危害的行为原因,从而进一步采取防范、纠正措施。在实践过程中,可以充分利用网络和无线传输技术实现对输电线路的远程实时监控。
2.2 输电线路故障定位监测
输电线路故障定位监测,可在线准确监测线路各类故障发生的位置,包括接地、短路、断路等故障。利用在各相线路上安装的电流互感器采集信息,利用高速采集前置电路来收集线路的故障信息和工频信息。在高速数据采集电路捕捉到暂态数据信息后,通过系统软件进一步分析处理,实现高精度故障定位,并及时发送故障信息和输出报警等。
2.3 输电线路雷击定位监测
目前,输电线路雷击定位在线监测系统,主要使用综合雷击故障定位、行波故障定位和逐个杆塔安装的故障定位等三种方式。该系统可以根据不同的监测信息特征辨识雷击故障与非雷击故障,能辨识绕击故障与反击故障;该系统具有数据采集、测量和通信功能,采集的信息通过通信网络传输到后端综合分析软件系统中进行及时处理;该系统还能够记录线路上通过的雷击电流、定位雷击点和统计雷击次数,能迅速准确地判定故障点,及时发现绝缘隐患,帮助排除输电线路故障。
2.4 微风振动监测
微风振动监测通常采用弯曲振幅法和加速度测量法。弯曲振幅法是通过测量线路上两个固定点之间的相对振幅来实现监测的,取导线或地线上距线夹(悬垂线夹、防振锤线夹、间隔棒线夹、阻尼线夹等)出口89mm 处为一个参照点,测量导线或地线相对于线夹的弯曲振幅,以此值大小来计算导线或地线在线夹出口处的动弯应变量,作为确定导线或地线微风振动的标准方法。
加速度测量法是利用传感器内质量体的惯性运动与运动加速度特征之间的不一致性原理实现测量的,是一种运动惯性测量。
依据速度与加速度的物理模型,通过测量加速度来测量物体的运动状态,并对加速度进行实时监测,通过速度与加速度、位移的微分与积分关系,来测量线路运动参照体的运动速度,进而运算求得位移的改变,间接地获得导线微风振动的振幅。
2.5 动态增容在线监测技术
目前,多采用静态提温增容技术和动态监测增容技术来提高现有高压输电线路的输送容量。其中静态提温增容技术是一种新型的增容在线监测技术,其可通过提高现有输电导线处于正常运行状态下的温度,来到增大输送容量的目的。但这该技术的应用在一定程度上违背了相关标准与规范,其会对导线及关键设备的使用寿命造成严重影响。
动态增容技术能将输电线路潮流与线路热稳定限额的实际变化情况反映出来,以为电网工作人员对数据调整提供依据,同时通过对输送电路剩余输送量的分析,可有效保证输电线路正产运行和允许的传输容量。动态增容技术通过对高压输电线路的实时监测,可将线路运行的温度是否超过所允许的范围进行反映,同时也可对自然气候因素进行分析,大大提高了线路运行故障的处理效率。若输电线路导线运行温度超出所允许的范围,工作人员应及时申请停用或转移负荷量,以保障输电线路的安全运行。
2.6 杆塔倾斜在线监测技术
杆塔倾斜在线监测技术在高压输电线路中的应用,主要是对杆塔中心线2/3的高度和杆塔顶端顺线、横向倾斜角进行实时监测,并根据监测结果建立相应的模型,通过对数据的统计和分析,在超出阈值时即会发出相应的预警信号。同时,若某些区域内出现山体滑坡事故,可利用杆塔倾斜监测对线路区域内的杆塔进行改造,筛选出危险程度较高的杆塔,并对其进行针对性的技术改造,以提高整改效率。
2.7 输电线路导线弧垂度监测
输电线路导线弧垂度在线检测,主要使用的是接触类导线弧垂度智能监测和非接触类导线弧垂度智能监测方法。
接触类导线弧垂度智能监测,是利用安装在导线上的导线弧垂度采集单元,通过测量线路与地面的倾角和测量导线的温度,或者利用雷达或激光测距等方法实现对导线弧垂度的测量。
非接触类导线弧垂度智能监测,是利用安装在杆塔或地面上的导线弧垂采集单元,通过张力测量法、图像法等方法对导线弧垂度进行测量。输电线路导线(金具)温度在线监测及动态增容系统,能够测量输电线路导线的温度、固定导线金具的温度、环境温湿度以及风速风向。该系统利用采集的数据可以计算出线路实际的动态容量和导线弧垂。运行维护人员可以根据这些数据,及时对输电线路的热稳定负载进行调整,最大限度地发挥输电线路的输送能力。
上述各种方法能够测量出输电导线对地距离及变化,利用导线倾角、导线温度、线路张力、现场图像等信息,通过信息监测采集处理平台进行分析,获得线路的弧垂度信息。
2.8 输电线路覆冰在线监测
输电线路覆冰在线监测,是指通过全天候地采集输电线路运行状态下的绝缘子串拉力、绝缘子串风偏角、绝缘子串倾斜角、风速、风向、环境温度、空气湿度等特征参数,数据处理中心根据所监测的数据,结合导线覆冰数学模型、模糊逻辑诊断等方法计算近似覆冰厚度和预测覆冰发展趋势,方便用户对输电线路覆冰程度进行定性定量分析,实现对线路冰害情况的提前预测,及时向运行管理人员发送报警信息,以利于提前做好应对紧急情况的措施和准备,有效减少线路冰闪、舞动、断线、倒塔等事故的发生。
3结束语
总之,当下输电线路在线监测技术正逐渐在整个国家电力系统中普及应用,凭借其在电力监控与调度方面的出色表现,越来越受到电力企业的欢迎,相关部门应加强维护工作,使电力监控系统更加稳定地运行,实现未来电力监控工作智能化与现代化的目标。
参考文献:
[1]冯景良.在线监测技术在输电线路运行检修中的应用[J].科技创新与应用.2017(16)
[2]张璐.高压输电线路在线监测技术的应用[J].低碳世界.2017(14)