(国网大连供电公司 辽宁大连 116200)
摘要:近年来,在电力系统各个环节中,随着新技术的应用,电力系统的整体监测水平虽然有了很大的提高,然而特高压输电线路的在线监测水平进步仍比较缓慢,需要提高。
关键词:特高压;输电线路;在线监测
一、输电线路在线监测技术简介
覆冰在线监测可以实现对线路上覆冰状况的有效监控,收集数据后对数据进行快速分析,提前预测冰害事故,并及时发送预警信息,降低冰闪、断线、倒塔等事故发生率。覆冰在线监测系统经过多年发展,技术上已较为成熟,按照探测原理不同可以分为两种类型:
1.1对线路张力进行检测
这种方式是将张力传感器安装在绝缘子上,传感器不但可以采集导线覆冰后的受力参数,而且能够同时将环境温度、湿度、风度、风向等数据一同录入,再将数据用人工智能系统进行处理,综合分析出线路状态与覆冰程度,超出警戒值即发出预警。
1.2对导线的几何参数进行检测
这种方式通过测量导线的弧垂、倾斜角等数据来估算导线状况。现在工程上通常使用状态方程这一数学工具对输电线路的受力状况进行描述,只需将倾斜角度、弧垂、气象环境参数等数据输入,就可以倒推演算出导线的覆冰重量、覆冰厚度等,能够帮助评定覆冰危险等级。
二、特高压输电线路状态监测技术应用现状
在很多网省公司在近几年逐步对两级中心建设、三级应用的"输变电状态监测中心"模式推行,而且全面推进输电线路智能化建设重要内容和风险监控手段,在一定程度上状态监测技术的应用使输电线路运行维护压力得以缓解,从而使输电线路运行管理水平提高,进一步为探索输电线路新的管理模式和管理思路提供了参考。监测技术在输电线路上应用时,由于输电线路杆塔长期暴露在野外和点多面广等特点,导致其不能像变电设备状态监测技术那样在牢固可靠位置安装,而且为了降低运行维护成本,利用其站内现有的光纤网络通信手段,进一步确保监测信息稳定、可靠传输。很多监测设备没有真正有效地解决生产中实际需求,使指导生产、服务生产的目的达到,目前还停留在建设、完善过程中。
三、特高压输电线路状态监测技术的应用
3.1覆冰厚度监测
覆冰厚度监测在我国南方地区经常发生极其恶劣的天气并造成大面积停电时发挥着重要作用,所以,为了更好的检测线路状态,保证线路正常运行,只有使监测技术不断提高才能。采取称重法、倾角法使覆冰厚度实施监测是其监测的主要方法,就是实时监测绝缘子串悬挂载荷或者线夹出口处导线倾角等,然后用实验模型对有效数值进行计算,从而除冰时根据总结经验掌握其特点,为期提供支撑。实施之前,该检测方法要对其现场的布置注意,重点监测重灾区,如过往发生过重冰灾的地区和线路段、迎风坡和风道、水面附近等容易发生覆冰的地理区域等。
3.2杆塔倾斜监测
杆塔倾斜监测装置为状态监测系统提供基础信息,因为其采用了双轴倾斜传感器,所以能够对顺线倾斜角、横向倾斜角和综合倾斜角进行测量,从而对杆塔的倾斜特点和规律方便掌握,并且对原因进行分析,进一步提出杆塔纠偏措施,使杆塔过度倾斜避免影响线路运行。全球移动通信系统(GSM)监控杆塔状况,预防杆塔倒塌是结合相应的监测技术。杆塔倾斜监测装置主要在采空区、沉降区、土质松软区、淤泥区、易滑坡区、风化岩石区等地区进行安装。
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3.3输电线路绝缘子污秽监测
3.3.1污秽度监测
在测量绝缘子表面的灰密度值复盐密度情况是目前污秽度监测的一般方式,国内外的研究学者通过推导公式,从而换算出光纤传感器的光场分布和绝缘介质表面的含盐量。测定光能参量通过处理就可以,并且还能间接计算出有关数据,进一步分析评估绝缘子表面污秽度。
3.3.2漏电检测
检测绝缘子误会程度的重要参考值就是电压、气候参数和污秽度三种参数,电流泄露情况通过三个数据能够表明。一般电流泄露会在介质表面形成,因此,在绝缘子的高压端安装传感器,不但能实时传递泄漏的电流数据,使信号处理成为数字信号,而且还能通过计算机程序进行相关计算,进一步得出相关数据,最后工作人员和专家们使用无线网络传输到数据总站,综合判断分析收集的数据,从而得出绝缘子积污状况。后期处理的过程中将绝缘子的结构参数,以及其他化学成分数据累计起来,从而得出的结论。
3.4导线舞动监测
对杆塔和导线本身来说,导线舞动不但能造成很大的损坏,而且还会使连接金具损坏。近年来研究的重要内容就是导线舞动监测。监测导线舞动状况,能够对线路舞动的特点和规律进行掌握,并且还能提出防治措施。为了监测导线舞动,在一段导线中需要进行布置多个舞动传感器,从而对舞动的振幅、频率等进行分析,进一步绘制出舞动的轨迹。在容易发生舞动的地区根据输电线的已发生地区情况,布置舞动检测点,并且在重点监测前做好预防措施,使输电线路正常运行避免受到影响。
3.5电力专网状态监测
通常情况下电力专网状态监测都会分成两段,通过传感器接入有线通信接口,传感器接入段实施在线监测;传感器由安装在线路杆塔上的一体化通信装置组建并接入网络,从而使各类有线及无线通信接口集成,使在线监测装置采集数据的集中接入得以实现。网口通信和串口通信两种方式支持有线通信和网口通信,但是虽然其传输速率较高,但有效传输距离较短,不大于100m,而且串口通信方式数据传输速率只有100kbit左右,而传输距离在1km以上。
将传输至站内的数据以安全的方式接入到输变电状态监测主站是变电站接入段所负责的。变电站内数据接入方案需对数据安全接入问题重点考虑。电力专用通道为了最终进入输变电状态监测主站,将分布在线路沿线的数据集中到变电站通信机房,然后通过安全接入平台将数据接入电力综合数据网并。若接入平台安全并且未延伸至变电站,同时可在SDH网络上划出专用的状态监测数据传输通道与主站连接,从而保证数据接入安全,为了解决数据的安全接入问题,在数据接入主站前,需先接入主站侧的安全接入平台,再进入主站。
四、在线监测技术在特高压输电线路的应用范围
在线监测技术应用主要是保障特高压线路的安全运行,所以,在应用中应本着突出重点、体现差异化为原则,明确各种在线监测技术的应用范围:在跨越主干告诉公路、主干铁路等重要交叉、覆冰较重地区以及山区较长地区应装置覆冰在线监测系统,在使用过程中注重结合输电线路视频监控装置,以便能够最大程度发挥其作用。
结语
在整个国家电网中,特高压电网处于核心地位,其运行的首要因素就是高电压、大容量负荷的传输以及可靠性。为了保证高压线路运行正常,要运用最新的科技,同时做好高压线路检修工作,使各种故障隐患及时排除,进一步保证线路始终保持良好的运行状态,对资源合理利用,方便在线监测技术实施。并且有关部门应该对更多新的检测建筑进行研发,从而为了保证监测的准确性和可靠性,要进一步保证整个监测平台能够常年不间断的提供监测服务。
参考文献
[1]王淼.特高压输电线路状态监测技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2015.
[2]白利军.智能电网输配电线路在线监测与故障诊断综合系统[J].电气技术,2012.
作者简介:
刘恒(1987.8-),男,吉林省吉林市人,沈阳工程学院电气工程及其自动化毕业,技师,单位:国网大连供电公司,研究方向:高电压输电线路。
论文作者:刘恒
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/14
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