输电线路运行状态预警和安全评估系统设计 张阳阳

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:张阳阳
[导读] 摘要:随着经济的不断发展,用电需求不断增加,促使电力系统的规模不断扩大。
        (国网蒙东赤峰供电公司  内蒙古赤峰市  024000)
        摘要:随着经济的不断发展,用电需求不断增加,促使电力系统的规模不断扩大。近年来,国内外大停电事故的不断发生,引起了学者们对只关注电网单一元件的保护能否保证电力系统稳定安全运行问题的思考。通过对大停电事故的研究与分析发现:大多数停电事故往往是因为某些关键元件发生故障被切除后,引发系统潮流重新分配,迫使一些元件过载运行,从而引发停电事故。在电力系统中,由输电线路发生故障而引发的电力事故最为常见,这是因为当线路因故障开断时会引发潮流对系统的冲击,提高了其他线路的负载率,加大了系统安全运行的隐患,进而有可能诱发连锁故障。尤其是网络中关键输电线路的开断,极有可能会造成整个系统的瘫痪。因此,研究输电线路运行状态预警和安全评估系统,具有十分重要的意义。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对输电线路运行状态预警和安全评估系统设计提出了一些建议,仅供参考。
        关键词:输电线路;运行状态;安全评估;系统设计
        引言
        随着我国经济进一步发展人民对于电力的质量以及数量的要求都有了明显的提高,为了满足人民对于电力的需求,电网公司不断地将电网规模进行扩大。与此同时,对于电网在运行过程当中的安全性能要求也越来越高。因此有必要借助于输电线路运行状态预警和安全评估系统对电网运行的安全性以及稳定性进行保证。通过安全评估系统的应用,极大地方便了工作人员对在输电线路。运行维护工作。
        1、制约输电线路可靠性的主要因素
        故障分析表明,限制输电线路可靠性的主要因素包括塔、绝缘子串、金具、电线和接地装置。1)塔主要由塔和钢筋混凝土杆组成,其限制主要包括塔的倾斜程度、表面完整性、铁变形量、辅助材料变形量、螺栓牢度、极保护层完整性、极裂纹情况、电缆直径变化和电缆防盗措施。2)绝缘子串主要有瓷绝缘子和合成绝缘子,其限制主要包括表面清洁度、延伸率、延伸率、零值、钢角松动等。3)黄金是输电线路需要经常更换的原件,直接影响输电线路的日常运输,也是需要经常更换的原件,直接影响输电线路的日常运行。其限制主要是金品的生锈、磨损、强度和松弛。4)电线是输电线路的主要组成部分,负责电力传输的主要任务。其限制因素主要负责电力传输的主要任务,其限制因素主要包括断水、软线生锈、弧垂、地线连接和强度;(5)接地装置主要由基本保护装置、地质状态和接地电阻等组成,输电线路上维护量低的设备,其接地电阻等组成,输电线路上维护量低的设备,限制该线路可靠性的因素主要有金属生锈、地质状态、接地电阻、保护措施和接地布置等。
        2、输电线路运行故障分析
        在我国,输电线路遍布各省各市各村,每一段输电线路以及同一段输电线路在不同时间内的运行环境是不同的。由此可知,影响电力输电线路稳定运行的影响因素比较复杂。根据生活中的经历以及实际电网运行数据统计,输电线路发生故障的大概率原因是特殊的天气情况,比如说暴风、暴雨、霜冻等。这些极端的天气情况往往会造成输电线路的损坏,严重时会造成片区性停电,影响正常的供电。除了自然因素的影响,输电线路断裂还有可能是设备塔坍塌造成的。
        3、输电线路运行状态预警和安全评估系统设计
        3.1驱鸟系统软件设计
        驱鸟系统通过超声波发生器实现驱鸟功能。多种资料研究表明,鸟类在受到超声波干扰后会产生厌食等身体不适症状,所以超声波可通过刺激鸟类使其生理系统出现紊乱,进而成功驱使鸟类远离电力输电线路。一些针对鸟类的试验显示,20~60kHz的超声波会使鸟类鼓膜有一定浮动的振动,而此频段对人类没有影响,因此本设计设定的驱鸟超声波发射频率为30kHz。

软件系统是基于子程序不断调用来完成驱鸟工作的,主要包括控制程序、电源保护子程序、雷达检测子程序、红外检测子程序及超声波触发子程序。其中,控制程序的功能是执行系统初始化,判断各子程序状态正常与否,发出鸟类检测指令,并对输出结果做出判断,进一步决定是否驱动超声波发生电路进行驱鸟;电源保护子程序在蓄电池欠压时调用,以保证系统处于低能耗状态;雷达检测子程序在对雷达接收到的反射能量微波频率进行判定后,分析输出信号并反馈检测结果;红外检测子程序判定检测到的红外辐射信号转换得到的输出电压值,用以得出鸟类是否靠近的结果;超声波触发子程序在红外检测子程序给出肯定结果后由控制程序触发,其后发射设定频率的超声波驱鸟。
        3.2高压输电区域性重覆冰线路受损监测系统设计
        采用程序加载和嵌入式的模块化设计方法,进行监测系统的集成开发设计,采用嵌入式设计技术进行高压输电区域性重覆冰线路受损监测系统设计,高压输电区域性重覆冰线路受损监测系统的三层体系构架分为感知控制层、网络传输层、应用服务层,其中,感知控制层采用传感器进行湿度、温度信息采集,采集的感知信息作为整个高压输电区域性重覆冰线路受损监测系统的数据输入,采用嵌入式的交叉编译技术进行APP控制指令的加载和读写,采用物联网技术进行高压输电区域性重覆冰线路受损监测的组网设计,结合ZigBee组网方案构建高压输电区域性重覆冰线路受损监测的网络通信协议。通过VME总线发送控制指令到上位机中,在状态监控器中实现系统的底层模块设计。进行高压输电线区域的重覆冰线路受损监测,提高对高压输电区域的重覆冰线路受损监测和故障分析能力。提出一种基于视觉特征重构的高压输电区域性重覆冰线路受损监测方法,结合Harris角点检测方法提取高压输电区域性重覆冰线路受损监测视觉图像的边缘分布信息,构建高压输电区域性重覆冰线路受损部位分布的三维坐标,结合模板特征匹配方法进行高压输电区域性重覆冰线路受损部位检测。结合模板特征匹配方法进行高压输电区域性重覆冰线路受损部位检测,提取高压输电区域性重覆冰线路受损部位的异常特征信息,结合机器学习方法对提取的特征信息进行自动分类和人工智能识别,实现高压输电区域性重覆冰线路受损部位监测。研究得知,设计系统对高压输电区域性重覆冰线路受损监测的准确性较高。
        3.3采用合适的防雷接地装置
        接地电阻是防雷措施中一个重要的参数,在防雷设计中具有重要意义。各种防雷设备要配备合适的接地装置才能达到降低过电压的目的,所以接地装置在防防雷中尤为关键。防雷接地是一种常见的接地装置,使接地电阻减小则可以增加输电线路的耐雷水平。如果接地电阻阻值过大,线路遭受雷电袭击时,杆塔顶端的电位将会随接地电阻值的增大而升高。过高的电位将使绝缘子发生击穿现象,导致线路出现故障;反之降低线路接地电阻则将降低杆塔顶端电位,对输电线路绝缘有一定的好处。
        结束语
        综上所述,输电线路运行状态预警和安全评估系统设计,能在事故发生前识别电网关键输电线路,并对其实施重点保护,有利于对电网灾难事故的预防,提高电力系统的安全性。
        参考文献
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