输电线路运行状态在线监测系统设计

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1、输电线路运行状态在线监测系统设计【摘要】输电线路是电力系统的重要组成部分。为增强电力系统运行的可靠性，迫切需要建立一套性能可靠，功能丰富的输电线路状态检修系统，改变传统的须到现场逐个、逐段进行检测的方法。本文主要讲述了输电线路运行状态在线监测系统的主要监测内容和原理，介绍了输电线路在线监测系统的硬件设计和软件系统设计，为输电线路状态检修提供辅助决策，提高供电系统的可靠性。【关键词】输电线路；在线监测；硬件；软件；设计1.综述近年来，随着我国工农业生产的发展和人们生活水平的提高，作为先行的电力工业取得了迅猛的发展，系统装机容量和输电线路电压等级都在不断提高。随着电力系统

2、装机容量的提升、运行电压等级的提高、电网覆盖范围的扩大，一方面提高了运行的可靠性和经济性，但是另一方面使得系统运行故障所波及的范围和对工、农业生产和人们生活造成的影响也越来越大。中国高压输电线路分布范围广、线路长，尤其是"西电东送”工程，不但地形地貌复杂，而且部分地区气候条件比较恶劣。传统的输电线路检查主要靠运行人员周期性巡视，极易在下一个巡视未到之前由于缺乏监测发生线路事故。应用在线监测技术对线路状态进行实时监控，可以及早发现事故隐患并及时予以排除，使线路始终保持良好的状态运行，提高电力系统自动化程度，减少各种事故的发生，提高国民经济效益。2.主要内容和方法2.1在

3、线监测的主要内容2.1.1绝缘子污秽在线监测：（1）泄漏电流的在线监测。绝缘子表面泄漏电流是电压、气候、污秽三要素的综合反映,因此可将绝缘子表面泄漏电流作为监测绝缘子污秽程度的特征量；（2）污秽度在线监测。绝缘子表面的污秽度反映了输电线路的基本绝缘状况，目前世界上一般釆用停电的方式测量绝缘子表面污秽度，包括等值盐密和灰密。2.1.2输电线路覆冰在线监测：输电线路覆冰在线监测系统实时监测导线覆冰情况，依托后台诊断分析系统对监测数据进行分析，实现对线路冰害事故的提前预测，并及时发送报警信息，减少线路冰闪、舞动、断线、倒塔等事故的发生。2.1.3雷电在线监测：（1）雷电定位

4、系统。雷电探测定位的原理是对雷电发生时伴有的电磁辐射信号等雷电波信息特征量进行测定，再通过算法分析来得到雷电发生的时间、地点、雷电流幅值、极性与回击次数等相关雷电信息，呈现出雷电活动的实时动态图；（2）雷电流在线测量。雷电流在线测量可测量雷电流大小、波形参数，有利于判断雷击方式，可积累雷电基础参数，有助于分析雷击输电线路的影响因素，对在各种典型地区有针对性地采取合理有效的防雷措施具有重要作用。2.1.4输电线路环境监测：输电线路环境监测是通过建立专门的环境监测站跟踪监测输电线路所处地区气象要素的变化，助于决策部门及时了解气候状况的变化，为及时采取防灾减灾措施，保障输电

5、线路的运行安全提供科学依据。2.1.5输电线路杆塔倾斜监测：采空区地面裂缝、岩体错位、崩塌、滑坡、地面塌陷等地质灾害，导致杆塔倾斜、地基变形的情况发生，严重威胁输电线路的安全运行。2.1.6输电线路导线微风振动的监测：微风振动是造成高压架空输电线路疲劳断股的主要原因。微风振动对架空线路造成的破坏是长期积累性的，具有较强的隐蔽性，因此对其进行测量既能为防振设计提供科学的依据，又能为消除微风振动产生的隐患。2.1.7输电线路导线舞动监测：导线舞动会严重损害线路，开展导线舞动在线监测技术的研究，加强对导线舞动的观测和记录工作，绘制出易舞线路和易舞区分布图，对指导线路防舞设计

6、具有重要意义。2.1.8输电线路视频监控：在人口密集区、林区、开发区、交通繁忙区安装线路视频监视装置，实时监视、记录环境情况，及时发现危及线路安全运行的行为，同时可观察和记录线路覆冰、覆雪等过程。2.2输电线路在线监测的主要方法：（1）红外和紫外检测。红外和紫外检测以接收被测物体所辐射的电磁波为手段，具有远距离、不接触、不解体、安全可靠、准确高效的特点，适合带电检测；（2）超声波检测。超声波检测检测的原理是接收放电时发出的超声，再根据其信号强弱判断放电的位置和强度。超声波测法可用来检测复合绝缘子芯棒裂纹，具有操作简单、全可靠、抗干扰能力强等优点；（3）电场法检测。电场

7、法通过测量绝缘子的电场分布来检测零值绝缘子或复合绝缘子的内绝缘缺陷，根据相应位置电场畸变判断故障点。3.输电线路在线监测系统硬件设计3.1系统硬件总体结构设计。输电线路运行状态综合在线监测系统是为了适应现代电力系统由计划检修向状态检修的转变而设计的，主要包括安装于输电线路高压杆塔的绝缘子污秽泄漏电流监测子系统、输电线路微气象区气象信息监测子系统、危险点图像监测子系统及安装于供电局的后台专家分析系统组成。系统结构如图1所示。3.2数据采集的设计。本文设计系统的数据采集包括泄漏电流和分布电压采集，图像采集，报警信号采集和环境变量采集模块。2.3数据监测系