输电电缆线路标准化监控系统的建设与实际应用

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:谢强
[导读] 输变电线路运行状态监测是输变电设备维护的关键环节。
        摘 要:输变电线路运行状态监测是输变电设备维护的关键环节。输电电缆线路是电网的重要组成部分,其安全可靠运行对保障区域电网稳定和大面积可靠供电发挥着越来越重要的作用。目前,输电线路规模逐年扩大传统的输电线路运行管理模式难以准确把握电缆线路运行规律,存在运行维护效率低、安全风险大等问题。
        关键词:输电电缆;线路标准化;监控系统
        前 言:技术的标准化和平台的统一性,以及设施的稳定性、可靠性和先进应用,是科学、规范的输电线路在线监控系统建设的先决条件。实施输电线路关键状态和运行环境实时监测、数据检测、监控设施数据访问、分析和管理等功能。
1 输电线路在线监测系统的规划与设计
1.1 装置布点原则
        监测装置的地点应尊重科学相关性和必要性的基本原则,并应作为一个整体加以考虑,主要部署在重载线路、战略传输通道、线路巡防抢修困难地区、微地形、微气象区、采空区或地质不良区、重要跨越段和易受外部破坏的地区。气象监测设备主要安装在大跨度、易冰地区、强风(如迎风坡、山口、风道、水面、高海拔地区积雪或冰期长地区)等特殊区域。它们也可以安装在经常发生气象故障的线路上,也可以安装在常规气象监测的盲区。在没有气象监测站的地区,例如行政区界、人口稀少地区和高山地区,根据运输设备的分布情况,根据情况布点监测。杆塔倾斜监测装置主要分布在以下区域:附近有开挖作业,影响塔身断面基底稳定性;采空区和塌陷;软土、淤泥、易滑坡区、风化岩山或丘陵等不良地质剖面。应根据不同的运行监控要求设置图像、视频监控设备,如外部易损区域、火灾易发区域、通道树木生长区域或线路其他隐患点。
1.2 系统总体架构
        传输设备和传感器技术的多样性使得子系统异构分散,不利于公司输电线路在线监测系统的统一部署和推广。系统设计需要建立一个可扩展的状态信息访问规范层,能够以中等先进的地位访问各种状态监控数据,实现状态信息的标准化访问。同时,有必要提高浓缩性和直接可用性规范层接入状态信息,最大化屏蔽与传感器技术相关的本地监测数据,以便灵活地适应智能电网的发展需要传感器技术和状态监视业务。为了利用现有的投资和建设成就每个电源单元,降低改造成本原始系统的访问,并最终实现平稳过渡,新的输电线路在线监测系统应采取的技术策略集中的访问在上部原始系统的原则,以最少的投资和维护系统操作系统早期阶段的建设。参考相关国家和企业标准,系统架构从下到上分为三个层次:设备层、访问层和主站层。根据需求分析结果和平台的信息组织模式,将系统按功能分为CMA客户端、CAG客户端和主站系统。(1)CMA客户端部署:在每个单元传输的工业区、状态信息和配送设备上运行不同的传感器收集的控制状态分布在输电线路后汇总,并向客户端传递CMA缓存数据的控制。(2)CAG客户数据库服务器上部署的电力公司以接收标准状态监测数据传送的CMA客户获取信息、监控子系统的起源和预制加工成一个标准的监测数据结构调整后的数据;存储各种状态监测数据,为主站系统提供实时监测信息检索服务。(3)主站系统:安装在电力公司的Web服务器上,允许数据处理、传输线路状态监测信息分析和表示的有机融合,以及用户数据的统一浏览。
1.3 数据通道的建立
        由于输电线路在线控制设施在郊外分布广,控制数据的可靠传输是系统建设的关键因素之一。通讯系统尚未发展到直接控制电网收集和传播信息和技术的程度,虽然有些通讯系统可以用来传送信息,但仍有一些技术方面需要改进;通信技术的多样性决定了解决问题的方法的多样性。

在这种情况下,应当根据网络设施和资源的实际情况,制定输电线路在线监测装置的通信方案。在线监测设备将监测数据(GPRS/GSM等)无线传输到各城市发电区域的CMA,通过数据网络接入点与主站系统相连。CMA IP负责数据传输,CMA和CAG主站通过数据网络进行交互。主站系统负责接收和分析CMA传输的数据,间接实现主站系统对控制设备的控制。该方案既能解决加工厂和新设备的接入问题,又能提高系统网络的稳定性,同时又能满足安全要求,使各机组电源都建立了设备未经修改的监控系统结构,从而减少重复开发。
2 监控系统标准化建设与实践
(1)制定综合监督控制系统建设标准化的指导方针,确定工作目标。数字化线路勘测、模块化设计,运行状态进行实时监测、信息网络化、标准化施工电缆线路综合监控系统的大量积累的设计、建造、运行、检修、测试和典型的数据库,建立监测电缆判据分析电路的健康状况,减少突发故障,实现了电缆线路全寿命周期管理,全面提高了公司电缆线路的管理水平。(2)为综合监控及管制系统制订一套标准化的建筑标准,以确保工作质量。为综合监控制系统制定技术标准。根据需要在高压线路的运营安全一方面对象明确监控,按照三类,即运行环境要求电缆的整体运行状况,电缆局部运行状态,确定监测子系统;其次,对各子系统的采集传感器提出了要求,并对各电缆子系统采集传感器的采样精度和采样频率作出了统一规定;三是制定数据收集的诊断标准,电缆子系统故障检测和报警的标准模式,以确保电缆的安全和稳定运行;综合输电线路监测和控制系统包括一个三层结构,包括采购传感器--监控子站--监测中心。为综合监控系统的功能模块制定标准。对电缆本体监测、电缆通道监测和电缆通道控制进行了规范。其中电缆本体监测包括分布式光纤测温、护套接地电流、电缆绝缘介质损耗和电缆局部放电监测。通道监控包括供电、照明、通风、排水、消防、视频、环境、安防、沉降监控;通道控制包括供电、照明、通风、排水、消防和安全控制。为综合监控系统制定网络通信标准。为了解决信息隔离和资源浪费的问题,国家电力公司开始为控制和监测系统网络制定通信标准。是一个统一的、标准化的监测数据编码格式,根据国家电网公司的电力传输和转换设备状态监测主站系统在线监测I2接口代码网络通信数据传输原理,有线监控数据编制统一的编码格式,新03类型代码电缆专业监控数据,并定义监视的设备代码,监测装置参数及监测数据的编码标准;二是定义监控子系统的访问数据规范,定义监控子系统的访问数据类别、参数代码和字段类型。三个是编写远程控制指令,通过增加电缆发送设备的控制指令sendDeviceCtrl,增加电缆监控设备的远程控制功能,形成采集传感器(CMD)—子站(CMA)—主站(CGA)通信数据传输过程。在此基础上,国家电网供电公司制定了输电电缆线路在线监测I2接口网络通信规范。制定综合监控系统PMS准入标准。传输电缆线路综合监控是状态监测PMS系统的一个重要组成部分,统一数据访问PMS系统,国家电网公司总部的形成-网省公司城市三级控制、分级负责现代监测系统,是实现国家电网公司整个        网络传输电缆线路智能管理创新的重要手段。与国家电网南瑞通公司合作,对输电电缆线路在线监测系统接入PMS系统的相关程序进行联动协调。I2协议根据国家电网公司,实现前端子系统和PMS系统的生产和管理的传输,心跳交互测试,上传数据和控制指令,召唤和指令测试历史数据采集,获得现有的子站版本,历史版本和更新文件测试工作,成功实现了子站与主站之间的实时在线数据传输。
结束语:
        输电线路的生产和运行的安全性和可靠性是电网设备的重要组成部分,直接关系到电网的安全性和稳定性。随着电网规模的不断扩大,对供电可靠性的要求越来越高,线路的运行和维护工作实时监控。
参考文献:
[1]陆 建. 输电电缆线路综合监控系统标准化建设与实践[R].北京:国家电网公司,2019:8-30.
[2]李 浩. 输电线路在线监测系统的建设与应用分析[S].北京:中国标准出版社,2019:2-9.
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