【摘要】高壓輸電線路狀態(tài)直接反映著輸電線路運(yùn)行良好與否，本文研制一種在線監(jiān)測(cè)裝置，通過各種探測(cè)器，探測(cè)輸電線的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、泄漏電流、覆冰狀況、視頻圖像或圖片等數(shù)字化信息，提示電力人員做出反應(yīng)。經(jīng)過實(shí)例試驗(yàn)，表明該方法是有效的。

【關(guān)鍵詞】輸電線路狀態(tài)；在線監(jiān)測(cè)

1、引言

高壓輸電線路的狀態(tài)直接決定著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文研制一種在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，探測(cè)輸電線路的溫度、濕度、風(fēng)動(dòng)、泄漏電流、覆冰狀況以及視頻圖像等數(shù)字化信息，通過GPRS/CDMA通道上傳到高壓輸電線路狀態(tài)后臺(tái)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)視中心，使得監(jiān)控人員能夠及時(shí)掌握線路及其周邊情況。

2、高壓輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

高壓輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)組成：在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、內(nèi)部管理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)視中心及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸四部分。各在線監(jiān)測(cè)分機(jī)使用超低功耗MSP430AFE232微處理器，采用GPRS/GSM數(shù)據(jù)通訊模塊，利用太陽(yáng)能蓄電池供電，通過無線方式傳輸，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)采集到的信號(hào)按照保護(hù)、隔離、濾波和放大的次序進(jìn)行一定的處理，最大程度的減小各種頻率的干擾，提升終端所獲信息的可信度。其中所監(jiān)測(cè)的信息分電氣量信息和非電氣量信息，而這兩種信息是采用不同的采集處理方式，各自傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸[3][4]。

2.1.1系統(tǒng)軟件 本系統(tǒng)軟件采用Acrel-3000電力監(jiān)控軟件，通過對(duì)運(yùn)行線路數(shù)據(jù)采集，按照實(shí)際需求自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)下載，通過后臺(tái)操作，以各種形式的“組態(tài)方式”進(jìn)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)各種軟件模塊的簡(jiǎn)單組態(tài)，完成監(jiān)控點(diǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)。

2.1.2非電氣量的監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)線路周圍環(huán)境、導(dǎo)線動(dòng)態(tài)、導(dǎo)線懸掛異物、導(dǎo)線濕溫度、塔材被盜、鐵塔鳥窩、覆冰狀況等數(shù)字化信息，并將抓拍圖片采集到的信息通過監(jiān)測(cè)裝置傳送到監(jiān)測(cè)監(jiān)視中心。

2.1.3電氣量采樣 本系統(tǒng)電氣量主要是監(jiān)測(cè)裝置里的電流感應(yīng)器對(duì)絕緣子表面的泄漏電流和局部放電脈沖進(jìn)行采樣，通過不間斷方式采集時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合同步時(shí)鐘裝置，將不同時(shí)間內(nèi)疊加在泄漏電流上的局部放電脈沖經(jīng)過門檻設(shè)定值記錄下來，并有一定的記憶能力。

2.2數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儀原理

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儀裝置是在線連續(xù)采集、監(jiān)測(cè)輸電線路導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線覆冰、導(dǎo)線舞動(dòng)、導(dǎo)線懸掛異物等非電氣量和絕緣子污穢泄漏電流的脈沖頻度、電流的峰值、泄漏電流波形等電氣量，并根據(jù)實(shí)際情況做出一定的動(dòng)作。

2.2.1采集數(shù)據(jù)的處理和傳輸 監(jiān)測(cè)到的各種非電氣量信號(hào)利用最新圖像和數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)壓縮后通過3G無線公網(wǎng)傳送到后臺(tái)監(jiān)測(cè)中心，再經(jīng)過解壓縮、圖像數(shù)據(jù)還真技術(shù)確保所傳送數(shù)據(jù)的真實(shí)性。監(jiān)測(cè)到的電氣量信號(hào)首先經(jīng)過濾波、過電壓、過電流保護(hù)技術(shù)處理，由通信屏蔽電纜引入到電氣量信號(hào)數(shù)據(jù)傳感器，然后對(duì)所傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行放大，再通過信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行一系列抗干擾處理后變換成電壓信號(hào)，通過GPRS/CDMA通道上傳到輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)視中心接受器，經(jīng)過高頻濾波處理和PGA增益放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，返回到信號(hào)的最初采樣值，確保電氣量信號(hào)的不失真。

2.2.2數(shù)據(jù)信號(hào)后臺(tái)處理 系統(tǒng)主機(jī)對(duì)傳輸來的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，并建立各自的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過軟件自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各自歷史數(shù)據(jù)對(duì)比分析，及時(shí)提出具體差異詳細(xì)信息，超過一定參值的發(fā)出報(bào)警。而報(bào)警條件由多種參量綜合判定，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，設(shè)定各電氣量報(bào)警參量，并細(xì)化為低、中、高三級(jí)報(bào)警。報(bào)警的等級(jí)即參量數(shù)值可根據(jù)日常實(shí)際工作情況進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，并自動(dòng)建立輸電線路狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，提供全面查詢功能，永久保存所有報(bào)警記錄。

3、實(shí)例性試驗(yàn)及分析

3.1監(jiān)測(cè)設(shè)備及傳感器的安裝

在線監(jiān)測(cè)裝置固定在輸電線路鐵塔橫擔(dān)上，感應(yīng)電流傳感器安裝在絕緣子串接地端掛環(huán)處，確保不能影響絕緣子的絕緣水平，安裝的傳感器也不能改變?cè)^緣子串長(zhǎng)、爬電比距和空氣間隙。

3.2主要技術(shù)指標(biāo)

名 稱技術(shù)指標(biāo)

1工作電壓 DC12V

2功率6W（瞬間最大：30W）

3通信方式3G/GPRS/EDGE/CDMA1X

4泄漏電流測(cè)量范圍100μA～700mA，測(cè)量精度為100μA

5溫度測(cè)量范圍 -40℃～+120℃，準(zhǔn)確度：≤±0.5℃

6相對(duì)濕度測(cè)量范圍0～100%RH，準(zhǔn)確度：≤±3%RH

7工作溫度范圍-40℃～+85℃

8防護(hù)等級(jí)IP66

3.3試驗(yàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及波形

3.3.1導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測(cè) 通過對(duì)輸電線路24小時(shí)的不間斷監(jiān)測(cè)，從圖象不難看出導(dǎo)線溫度在一天時(shí)間內(nèi)發(fā)生著變化，溫度越低產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。

3.3.2絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測(cè) 從試驗(yàn)波形可以得知，絕緣子泄漏電流數(shù)據(jù)表明了其污穢水平，絕緣子污穢越嚴(yán)重，泄漏電流的變化越明顯。

3.3.3導(dǎo)線濕度隨大氣濕度變化圖 通過對(duì)導(dǎo)線的濕度進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)顯示在早晨5、6點(diǎn)時(shí)期導(dǎo)線的濕度較大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也大。

4、結(jié)束語

對(duì)所研制的高壓輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，其試驗(yàn)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)清楚地反映出，線路的溫度、濕度和絕緣子污穢程度隨著周圍環(huán)境的變化而時(shí)刻變化著，試驗(yàn)取得了預(yù)期的效果，達(dá)到了研制的目的。

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