高压输电线路在线监测系统研究

高压输电线路在线监测系统研究

李琦

国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司内蒙古赤峰市

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摘要:高压输电线路的安全运行，不仅关系着供电企业在民众中的外在形象，而且影响着供电企业经济效益的稳步提升。在线监测技术可以利用分布在高压输电线路不同地点的传感器，对线路运行状态信息进行收集、汇总，并通过数据采集终端上传到主站监控管理平台处理。在线监测技术的应用能够提升高压输电线路安全隐患的检测效率，进一步提高高压输电线路在运行过程中的安全系数。

关键词：概念；重要意义；监测技术；应用
引言

随着社会经济的不断发展和人民生活水平的提高，社会各界对用电量的需求不断增加，电力运行是否稳定和可靠直接关系着人们的生命财产安全和社会的生产效益。因此，需要加强对高压电气设备检测工作的重视，通过行之有效的检测方法和检测技术为高压电气设备的维护和检修提供有效的数据支持，从而能够及时发现高压电气设备存在的问题并进行规避，提高高压电气设备的运行效率和运行质量。

一、物联网在线监测概念

“物联网”这一词最先是出自麻省理工学院，该词是指使用射频识别等设备、传感系统通过互联网进而实现对所包含的物品的识别和管理技术。在麻省理工提出物联网这一解释之前，我们通常理解为：通过使用各项物体身上的标签、传感设备、二维码等将接口与无线网络连接，进而使该物体智能化，通过此方法可以完成人与物体的交流，也可以完成物体与物体之间的交互，我们把这样的一个过程理解为“物联网”。

二、在线监测系统对高压线路监测的重要意义

利用在线监测系统实时监测高压输电线路，可以随时收集输电线路现场的相关数据，及时识别隐患，通过统计、分析、比较，有效保证输电线路的安全运行。预防线路事故发生，具有巨大的经济和社会效益。首先减少人员工作量，并在维护费用方面实现成本节约；其次，利用在线监控系统进行实时监控，其在线监控功能能有效降低运维人员到现场调查的频率，有效降低输电线路出现故障时的人员伤亡情况；此外，高速传输线路在线监控系统软件具有查询、比较和分析的功能，能够及时了解设备和环境变化信息，为事故预防和事后分析提供事实依据。高压输电线路事故的原因多由恶劣天气引起，在线监测系统能准确地捕捉天气状况和线路的细微变化，它可以在线路故障的早期阶段发出警告，使监控人员能够及时作出反应，在萌芽状态下将故障消除。

三、高压输电线路监测系统分析

3.1系统工作原理

监测系统由数据采集部分（太阳能接收板、通信系统、采集系统、抗干扰系统等）和后台收集系统两部分组成。采集前端是一台高性能的嵌入式计算机，其主要电源供应是太阳能接收板，可以全天候运行。通过预先设置程序定时检查周围的数据。例如，对温度、湿度和风向进行收集分析。视频探测器能实时监测周围环境。前台系统处理完所收集到的数据后，可以通过无线传输方式及时传输到后台控制中心。后台接收终端可以对收集到的相关数据进行分析，并根据分析结果对相关杆塔采取预防措施，减少线路事故的发生。

3.2传输线路在线监测系统的组成

高压输电线路在线监控系统由：在线监控系统、内部管理系统、监控监视中心和远程数据传输四个部分组成。各在线监测扩展分机使用超低功率MSP430AFE232微处理器，并使用GPRS/GSM数据通信模块，由太阳能电池供电，无线方式传输，同时系统对采集到的信号按保护、隔离、过滤和放大的顺序进行一定处理，并最大程度减少各种频率的干扰，提高终端获得信息的可信度。其中所监测的信息分为电气量信息和非电气量信息，这两类信息使用不同的收集和处理方法，通过各自的传输渠道传输数据。

3.2.1系统软件，系统软件采用Acrel-3000功率监测软件，通过对运营线路的数据收集，根据实际需要自动或手动下载远程数据，通过后台操作，以各种形式的“组态方式”进行系统集成，实现各种软件模块的简单配置，完成监测点的指标。

3.2.2非电气监测，系统能够实现监测线路周围的环境、导线的动态、导线悬挂的异物、导线的湿热、塔状材料的盗窃、铁塔的鸟巢等提供数字化信息，从抓拍的图像中收集到的信息通过监视装置传送到检测监视中心。

3.2.3电气量取样，电气取样主要是监测装置中的电流传感器对绝缘体表面的泄漏电流和局部放电脉冲进行采样。通过不间断方式采集时时数据，并结合同步时钟装置。对不同时间叠加在泄漏电流上的局部放电脉冲，通过门槛设定值记录下来，具有一定的记忆能力。

3.3数据监测仪原则

数据监测装置是对输电线路导线温度、湿度、导线舞动、导线悬挂异物等非电气量以及绝缘子污秽泄漏电流的脉冲频度、电流的峰值、泄漏电流波形等电气量，进行在线连续采集和监测。并根据实际情况采取一定的动作。

3.3.1采集数据的处理和传输，利用最新的图像和数据采集压缩解码技术将监测到的各种非电气量信号压缩，再通过3g无线公共网络将其传输到后台监测中心。经过解码后，图像数据还是技术保证传输数据真实性的。监测到的电气量信号首先利用滤波、过电压和过电流保护技术处理，将通信屏蔽电缆引入到电气信号数据传感器中，然后对传输信号进行放大。再通过信号调节电路进行一系列抗干扰处理后，转化为电压信号。通过GPRS/CDMA通道上传到在线监控中心接受端。经过高频滤波和PGA增益放大后，送入A/D转换器进行转换。返回到信号的最初采样值，确保电气量信号的不失真。

3.3.2数据信号后台处理，系统的主机实时记录着传输的采样数据，并建立自己的数据库。通过软件自动统计和数据比较分析，及时提供具体差异详细信息。超过一定参数的发出警报。报警条件由各种参数综合确定，结合历史数据，设定每个电气量报警参数，并细化为低、中、高报警级别。

四、智能调度的自动化控制结构

建立电网电力的自动化控制思路是：通过硬件设施的高端维护以及软件系统的安全保证，采用高性能计算机集群技术提供安全、可靠的运算能力和信息处理能力，从而保证一个调度中心能够容纳几十套的应用系统。调度中心是基于一个基础平台同时协调实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理于一体的电网调度控制系统。电网中自动化系统搭建的目的是，为了能够解决众多复杂的电力调度问题。如实现分布式实时数据库的自动更新、控制实时监控图形的远程绘制等，实现复杂电网的各个层级之间的协调运行，并可实现各个站点的电力网络间的电力调度，以及多种网络下的电力调度预警机制和协调机制。随着计算机核心技术的不断应用和更新，能够形成更强大的电力调度网络实现“横向集成和纵向贯通”，大幅度提升了电力调度的安全性能与经济性能，保证资源的优化配置。

结语：

输电线路是供电的脉络，对用户供电起着至关重要的作用，具有规模巨大，作业点分散，跨越地域较大，监测点数量多等特点，对输电线路的要求是安全第一。本系统实现对输电线路状态的实时监视，保障电力运行的稳定和安全，基于电力无线专网输电线路监测技术可很好的解决此问题。智能监测系统将会持续快速发展的同时，输电线路监测的重要性将更加突出，也使输电线路监测与管理系统成为一个新亮点而得到空前的发展。

参考文献：

[1]刘祺.高压输电线路的在线检测[J].应用技术，2011，1：189-190.

[2]杨巍巍.输电线路状态在线监测系统终端[D].硕士学位论文，上海：上海交通大学，2007.