输电线路状态监测系统建设

输电线路状态监测系统建设

李常勇1毕凌飞2

(1.国网山东省电力公司东营供电公司山东东营257000;2.国网山东省电力公司东营市东营区供电公司山东东营257000)

摘要：架空线路是电力网络的重要的构成部分。由于多种因素的综合作用下，架空线路上的元器件和导线将加快老化、疲劳的速度，继而产生各种故障，直接0影响着架空线路的安全与稳定。为了保证架空线路的安全、稳定的运行，就必须加强对架空线路的故障监测工作，及时发现危及架空线路安全的故障隐患，以便能预防事故的发生，或者缩小故障影响范围，提高架空线路的健康水平，使之能安全、可靠的输送电能。本文基于输电线路状态监测系统建设展开论述。

关键词：输电线路；状态监测；系统建设

引言

虽然近年来输电线路状态监测技术得以不断发展成熟，并得到广泛推广，然而因为输电线路分布范围广、数量众多，使得输电线路状态监测技术在实际应用中依旧面临一系列问题。因此，生产运行维护单位及管理部门应当不断钻研研究、总结经验，提高对输电线路状态在线监测技术内涵特征的有效认识，充分结合生产、管理实际需求，结合实际监测应用中存在的问题，逐步改进与完善输电线路状态监测系统建设，积极促进输电线路的安全有序运行。

1输电线路状态监测系统建设重要意义

电力系统安全可靠运行的最大威胁来自于线路故障，高压输电线路的故障测距研究是保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一。当前，仍有很多地方在架空线路管理方面采用传统的人工巡检方式来发现和解决故障隐患，存在时效性差、准确性低、管理成本高等缺陷，难以适应电力系统信息化管理的需求。因此，急需开发一种时效性和准确性更高的架空线路故障监测系统，以便能及时发现各类故障隐患、减轻巡检人员的工作量，提高架空线路的管理水平。由于输电线路故障常发生在雨雪、大风等极端恶劣天气中，且不会有明显的破坏迹象，这就增加了人工查找故障的难度。运维检修人员往往需要花费数十小时甚至数天的时间，造成了大量人力、物力浪费，也带来巨大的停电损失。行波测距是高压输电线路进行故障定位的主要方法，但传统行波测距在高压输电线路长距离传输中的应用效果并不理想，本系统的研发将使得输电线路故障点的定位更加精确、高效，为电力运维人员提供有效的数据支撑。输电线路分布式故障检测与智能诊断系统运行在服务器中心主站，与安装在各地的分布式行波测距装置构成一套完整的故障数据检测与智能诊断系统。

其意义如下:(1)对行波测距装置上传的故障测距信息，提供综合分析、结合地理信息给出准确杆塔位置定位、多条件过滤等多项功能，为电网实时提供故障发生的情况和线路距离;(2)故障、告警数据上传的同时，通过接入的GSM通信设备，准确发送手机短信推送给相关负责人，真正做到及时准确的高效办公速率;(3)采用云计算模式，利用大数据、分布式、内存计算等多种技术，整合各类软硬件资源，采集、整合和汇聚各级各类信息资源，为各级电力部门提供软硬件服务，建立面向各级电力部门的云服务平台。

2系统总体架构

为了利用好各供电企业原有投资及建设成果，缩减原本系统接入的改造成本，进而完成合理衔接，新建输电线路在线监测系统尽可能依托原本系统较上层环节集中接入的技术手段，在系统建设起始阶段，以尽可能小的成本维持系统运行。依据行业相关规范标准，将系统总体架构划分成装置层、接入层以及主站层三大层级。同时，结合输电线路状态监测需求及系统信息组织模式，依据不同功能将系统划分成CMA客户端、CAG客户端以及主站系统三大子系统。

3系统概况

3.1主站系统硬件结构

输电线路在线监测主站系统硬件主要由数据库服务器和应用程序服务器组成。于操作员工作站运行客户端层，并同时实现设备基础信息管理、状态预警等功能；输电线路在线监测主站系统依托防火墙、网关机与工区CMA和在线监测装置进行连接，进而实现监测数据交互。

3.2管理模块

主要功能是负责管理系统的日常运行，对相关运行数据进行维护和管理，包括管理者账户及权限、架空线路名称、线路中额定电路、额定电压、用电负荷、功率因数等相关参数的录入及维护。

4基于ＧＰＲＳ技术的１０ｋＶ架空配电线路故障监测方案

为构建１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统的架空型数据转发站，可采用检测技术领域的新技术广域测量系统，由此实现ＧＰＲＳ同步数据测量、ＧＰＲＳ数据无线传输，多个位置点的同步数据采集、电压与电流信息的无线采集也将由此实现。ＧＰＲＳ网络属于该方案的核心，具体方案构成如下：（１）基本结构。基于ＧＰＲＳ技术的１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统由三部分组成，分别为现场监控终端、无线数据传输、远程监控信息处理系统，故障指示器、信息处理模块、数采器、配电网故障寻址分析软件等属于其主要构成部分，告警信息向移动内网的传递通过ＧＰＲＳ通信形式实现，告警信息向监管控制中心的传递则使用ＡＰＮ专路。（２）现场监控终端。在１０ｋＶ架空配电线路上配置该模块，配合故障检查手段，即可实现１０ｋＶ架空配电线路工作状况的在线监测，一般在多重故障或待检线路配置现场监控终端，必要时可通过提高负载电流检测频率应对大电流突然断电等现象。

5系统的实践优势

虽然输电线路智能监测系统已在我国输电网得到了广泛应用，设备运行稳定性和数据采集精度性较高，但大面积安装线监测系统不是很成熟。一方面，工程造价较高，不适合在整个电网范围内普及应用；另一方面，由于受现有技术监测手段限制、输电线路运行环境极为复杂、恶劣等因素影响，在线监测系统的监测功能还不能完全满足国家电网的线路巡检与管理维护的需求，产品监测功能的完整性与我国智能电网建设需求还有一定距离，仍待后续完善解决。

（1）降低事故率，由于输电杆的倒塌具有不确定性，会导致城市供电系统的规模性停电，对经济、社会造成影响。例如，一段功率为400MW的500kV输电线路，其产生的故障在60min内造成的经济损失高达120万元。采用输电线路智能监测系统可以有效减少冰雪等灾害的发生，线路覆冰时，利用本系统传输现场的覆冰视频，为线路覆冰期抢修提供技术支撑。（2）提升智能化管理水平，运用无信号区输电线路智能监测系统，可以有效解决无线链路传输不稳定、供电系统运行紊乱、图像传输不清晰和设备维护工作量大等问题，有效解决传统模式监测的局限性，实现对各信号区线路走廊环境状况、覆冰状况、气象状况的实时监控，加强覆冰期及重点线路之间的状况检测，从而不断提升智能化管理水平。

结束语

输电线路是电力系统的重要组成部分，其能否安全有序运行重要影响着电力系统供电的稳定性。近年来我国输电线路传输不论是容量还是总长度均不断增长，由此很大程度上加大了巡视及检修输电线路等相关运行的管理难度，

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