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智能电网输电线路在线监测技术探讨

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：曹琦

[导读] 摘要：随着经济社会的发展，人们对电力的需求逐渐增多，电网运行压力日益增大。

        国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江省杭州市 310000
        摘要：随着经济社会的发展，人们对电力的需求逐渐增多，电网运行压力日益增大。输电线路是电力系统的重要组成，其运行过程受到多种因素的古银杏。需要加强线路运行状态在线监测，确保电力运行的可靠性和稳定性。
        关键词：智能电网；输电线路；在线监测
        引言
        监测智能电网输电线路的运行状态是保证电力业务正常运行的重要方法，也是电力通信网络建设和应用环节的必然要求。输电线路在线监测技术可以满足电力线路的监测要求，其监测、警报、数据分析等功能可以对电力线路进行故障定位、故障预判断，有效地减少故障发生率，提高了电力线路管理水平，为保障电力运行安全奠定良好基础。
        1在线监控技术应满足的要求
        1.1准确全面。如果在线监控传输了错误的信息，反而会给电路工作带来更大的麻烦，也就没有了存在的必要，而全面，是监控技术发展的永恒目标。
        1.2便捷经济。如果安装传感器，建设监控系统的工作量和工作难度比雇佣工人更大的话，那么就得不偿失了。同样，维护费用太高，会影响企业的利益。
        1.3抗干扰能力强，输电线路在恶劣的天气下，更容易发生故障，如果监控设备没有抗干扰的能力，甚至比线路先一步发生故障，无疑会为企业带来更大的麻烦，所以要提高设备的抗干扰能力，让它能够在恶劣的气候条件下仍能正常工作。
        1.4环保节能。监控设备不能是高耗能的，这不符合我国的可持续发展国策。
        2智能电网输电线路在线监测技术的应用
        2.1动态监测技术
        动态监测技术是通过导线的状态监测传感器实时监测导线的运行情况，获取风速、风向、运行温度和光辐射等数据信息，结合现场实际情况，判断线路的运行安全水平，提高线路的输送容量。技术人员将传感器安装在导线或者连接点上，实时监测导线运行的动态变化，并将数据信息发送到监控中心，计算线路的输送容量，实现动态增容目标。
        2.2覆冰检测技术
        覆冰检测技术是监测电网输电线路是否存在覆冰情况的主要技术手段。技术人员利用相关监测技术，实时监测线路拉力与导线倾斜角，分析线路的覆冰情况；还要结合电阻应变片，感应阻值变化，获取电网输电线路的应变情况。此外，还需要结合温度、环境和湿度等数据信息预报覆冰情况，及时制定预防与处理措施。
        2.3导线晃动在线监控技术
        当导线发生晃动时，会牵扯到它附近的支持灯塔，使灯塔的稳定性下降，留下隐患，可能会导致日后发生更严重的电力故障。这种情况通常发生在风雪天，大风或者过重的积雪使电线重心不稳，出现晃动。如果安装了在线监控设备，精细敏感的传感器可以对电线的拉伸程度、变形程度进行感应，如果和标准值不符，就会汇报给终端，对数据进行分析后，终端可以将线路的问题反馈给工作人员，方便后期维修。远程监控大概由三个部分构成：检测装置、沟通平台和监控管理平台。常见的监测装置通常外层涂有绝缘物质，沟通平台可以将线路各处的信息进行汇总，最终交给平台统一处理。设想一下，在每个大风天气过后，都派工人出去检查无疑是费时费力的，而且各地天气条件不一样，检测难度很大。应用了监控技术后，可以及时避免这个问题。如今，先进的检测技术还可以对线路问题进行预测，在分析大量数据后，提前发出风险警示，方便工作人员管理，为电路正常运行多一重保障。

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        2.4低温条件下导线微风振动监测装置电源改进
        当在线监测装置处于恶劣天气环境下时，受光源和太阳能采集板覆冰以及风能供电设备易被低温失能的影响，常用的太阳能、风能及蓄电池供电系统在极寒条件下不能满足对在线监测装置的供电。目前可采用的其他取能方式有在线取能和激光供电。在线取能输电线路的在线取能装置利用电磁感应的原理，通过一个绕有线圈的感应铁心，将传输导线沿轴线从铁心穿过，从而组成一个穿心式的电流互感器。根据电磁感应定律，该铁心从母线电流上取得能量，再通过整流、滤波及电平转换电路后，得到稳定可靠的直流电源。此方法供电的能量主要来自母线或地线的电流，在交流电流周围存在交变磁场，通过磁场来传递、获得能量。通过综合采用太阳能、风能、CT取电、蓄电池等多种方式为在线监测装置供电，保证其供电的持续性和可靠性。
        2.5防外力破坏在线监测技术
        为避免线路故障对民众造成伤害，部分线路布置在环境较为复杂的区域，这就导致这部分输电线路易受外部力量破坏。现输电线路在线监测技术的应用，可以更为及时地发现外力对输电线路的损坏，从而为维护人员的工作提供针对性的指引。（1）监测人员可以利用激光监测等方式对输电线路的周边环境进行全天候的监测，并将监测数据远程传输给主站监控管理平台。（2）监测人员可以通过主站监控管理平台及时发现会对输电线路造成破坏的设备，从而引导巡视人员提前进行制止。（3）监测人员应在输电线路附近设置警示标语，防治人为因素对输电线路造成损坏。
        2.6线路视频在线监测技术
        随着城市化步伐的加快，城市发展进程中对电力能源的需求不断扩大，部分输电线路不得不经过人口较为密集的区域。但是，由于输电线路中输送的电力能源电压过高，一旦输电线路出现故障，将会给附近民众的生命财产造成巨大的威胁，从而给供电企业的外在形象造成严重的负面影响，不利于供电企业的长远发展。为保证城市中输电线路运行过程中的安全，各地区供电企业应在架设城市输电线路的同时，加强对线路视频在线监测技术的应用，构建科学的视频在线监测系统。视频在线监测系统大致由以下几个部件构成：①视频监测子站。视频监测子站应同时拥有无线网络传输功能、可持续能源供给功能、视频监控功能、储存功能，从而及时对城市输电线路附近环境进行录像储存并通过网络上传给主站监控管理平台。②供电企业监测人员通过主站监控管理平台对视频监测子站提供的视频进行分析处理，及时发现安全隐患的存在并通知维护部门前往处理，全面保证城市输电线路的稳定运行。
        2.7绝缘子污秽在线监测技术
        绝缘子污秽度在线监测系统是指通过对高压运行环境中绝缘子的基本数据，如灰密度、盐密度等进行监控，方便人们掌握线路情况的系统。它的工作原理是通过传感器对输电线路的外层绝缘物质进行光学监测，从而计算出输电线路外层绝缘物质中的盐含量，而该数据是判断涂层物质绝缘性能的重要指标。绝缘子污秽度在线监测系统相当于导线中绝缘子的远程显微镜，它通过对绝缘子中一些物质的含量进行检测，判断绝缘性能是否达到要求。一般来说，它能检测盐密度、灰密度、相对湿度和温度等，并将结果通过网络传到监控中心，监控中心可以通过这些数据计算出绝缘子性能。需要注意的是，该系统要在断电的时候使用。
        结语
        电网输电线路的状态监测与评估管理是智能电网的重要组成部分，通过引入在线监测技术有助于提升电网输电线路监测诊断、运行管理的水平，推进智能电网建设，及时发现输电线路在运行过程中出现的故障，提高输电线路运行的稳定性，可为进一步开展输电线路状态监测研究工作提供参考。
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