输电线路智能化运行维护技术关键点探究

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:刘杨
[导读] 摘要:电力系统中架空输电线路的运维与检修直接影响着电网的安全性和经济性,然而我国的架空输电线路具有覆盖范围广、覆盖地形复杂、易受外界环境影响、人工巡检难度大等特点。
        (国网蒙东赤峰供电公司  内蒙古赤峰市  024000)
        摘要:电力系统中架空输电线路的运维与检修直接影响着电网的安全性和经济性,然而我国的架空输电线路具有覆盖范围广、覆盖地形复杂、易受外界环境影响、人工巡检难度大等特点。输电线路中各种电力设备,不仅要经受恶劣环境的考验,还将面临各种人为或自然环境的外力破坏,除此之外,输电线路中的设备随着工作年限的延长也存在一定程度的老化。种种不利因素都将成为电力系统正常稳定运行的隐患,因此建立架空输电线路运检系统的智能化平台,设计智能化的在线监测系统,对保障电力系统的安全性和经济性有着重要的实际意义。
        关键词:输电线路;智能化;运维
        1 智能化输电线路运检系统
        传统的运检工作通常存在较差的时效性和准确性。由输电线路工作人员在现场记录线路及设备的运行状态,同时由相关人员总结分析运行数据并判断运行情况;人工巡检数据也将由相关检修人员保存,同时基于巡检数据的检修方案由工作人员总结讨论决定。此过程具有一定的周期,很难实现在隐患发展为故障时及时采取措施。
        随着我国电力系统相关技术的不断发展,具有远程巡线、子站监测的智能化运检手段已得到了较为广泛的应用。以智能化在线监测系统为基础,将输电线路运行与检修工作相结合,提高了运检工作的质量和效率,从而保障线路运行的可靠性。具体而言,如图1所示,智能化在线监测平台包括硬件和软件两部分。其中,硬件部分包括输电线路上的多种监测子站和服务器,通常子站设置于监测需求高的输电线路杆塔上,检测线路工作的相关参数,对线路的实际运行情况数据进行实时全面的测量。同时,前端的监测子站具有一定的数据分析及数据存储功能,可实现对监测数据的初步分析处理。前端监测子站的监测数据以多种通信方式与服务器进行通信,将实时数据传输至后台服务器,对运行数据进行进一步的处理和分析。工作人员可在终端实时查看并及时查收线路和设备的工作状态,智能化平台也将实现智能预警,提供最佳检修意见,有利于电网科学高效管理和提高处理突发故障事件的能力。
 
        图1  运检系统图
        2 智能化平台应用
        2.1 线路舞动智能监测
        输电线路在工作过程中常会受到外界风力的影响,且这个过程持续时间长,通常会造成线路较大幅度的舞动,严重影响着线路中导线、杆塔及金具的强度。线路舞动不仅是对线路及线路设备工作性能的严峻考验,也可能直接导致线路闪络或跳闸,引发重大的停电事故,影响人们的工作和生活。
        现阶段针对线路舞动的研究已取得了一定的成果,主要包括基于加速度传感器、RFID传感器标签及张力测量等多种监测手段。以张力测量监测系统为例,如图2所示,该系统通过拉力传感器直接测量线路所承受的张力,通过多路开关将得到的拉力值转化为电压信号,得到的电压模拟信号再经信号放大器和模数转换器转化为数字信号,传输至监测子站的前端处理器,最后由子站的数据传输模块直接传递至后台,工作人员即可在终端查看线路实时状态,大大提高了线路的智能化水平。
 
        图2  张力监测系统图
        2.2 绝缘子污染智能监测
        随着我国城乡一体化进程的加快,工业污染导致的输电线路积污逐年加重,加之受到设备老化等因素的限制,污闪事故已成为严重威胁电力系统安全稳定运行的重大隐患之一。输电线路绝缘子污秽放电的发生、发展受温度、湿度和气压等气候条件和污秽度的影响最大,实时在线监测绝缘子污秽泄漏电流,提取其中能预警污秽度的特征信息量,即可判断绝缘子的工作状态。
        如图3所示,绝缘子的泄漏电流通过高灵敏集流环泄漏电流传感器测得,传感器采集的电流数据传输至数据处理系统,处理后的监测信息通过无线数据通信系统传输至远程监控中心,实现对运行绝缘子污秽程度的监控和对污闪事故的预防。
 
        图3  绝缘子污染监测系统图
        2.3 外力破坏智能监测
        近年来,随着基本建设投资规模的不断增加及城市化进程的不断加快,建设及施工的面积越来越大且分布更复杂,各种大型化设备的投入给输电线路的正常运行带来了极大的安全隐患。输电线路因受外力破坏而频发设备短路甚至区域停电事故,极大威胁着供电质量。
        为降低外力破坏事故的发生频率,雷达侦测、视频监控及入侵检测的多种智能化监测平台得到了一定程度的应用。以智能侦测系统为例,如图4所示,系统通过红外三鉴探测器对输电线路周围外物信息进行分析,对潜在外力破坏隐患进行智能分析,并通过智能化的方法对报警信号进行处理,及时将潜在的外力破坏危险信息传输给后台的工作人员。与此同时,监测子站还可实现线路现场的实时视频传输,方便工作人员实时查看线路实际运行情况,提高工作的可靠性。
        
        图4  外力破坏监测系统图
        2.4 其他智能监测
        近年来,随着智能化平台在输电线路运检系统中的广泛应用,相关的在线智能检测技术更加完善同时更加具有针对性。如针对恶劣天线路巡检提供便捷,实现复杂地形远距离、长航时,超视距输电线路巡检。
        2)基于视觉的自动智能无人机检测系统发展。借助无人机和遥感技术,J2EE技术,采用多传感器集成方式,提高线路巡检整体质量和安全水平。可视化辅助系统——输电线路无人机超视距巡视智能操控系统,内置多种智能业务化作业模式,实现航线自动规划、一键起飞、自主作业、自动返航、断点续飞、智能避障等特点,实现输电线路的超视距智能巡视。输电线路智能运检管控平台提升精细化巡检的管理水平。
        6 结语
        运用无人机进行电力线路巡检成为我国当前输电线路巡检的一种重要的方式,无人机巡检技术的发展,推动了电力巡检现代化发展。
        参考文献
        [1]黄武浩,徐昱,陈炜,等.多山环境超视距无人机智能巡检关键技术的研究与应用[J].电工技术,2019(3):112-115.
        [2]Van Nhan Nguyen,Robert Jenssen,A Davide Roverso.Utomatic Autonomous Vision-based Power Line Inspection:A Review of Current Status and the Potential Role of Deep Learning.International Journal of Electrical Power&Energy Systems,2018(99):107-120.
        [3]王金城,陈清江.输电线路无人机超视距巡视智能操控系统研发与应用[J].科技视界,2018(32):5-8.
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