高压输电线路综合监测系统的设计

高压输电线路综合监测系统的设计
摘要：现阶段，电力行业发展迅速，实时监测输电线路周围综合数据，设计了
一种安装在高压输电线路上的综合监测系统。

该系统由环境气象数据监测系统和
无人机巡检系统所组成。

该系统为后台工作人员实时提供各类数据及图像信息，
以便进行对故障或危害的合理预判，从而减少经济损失，保障现场工作人员安全。

关键词：高压输电线路；综合监测系统；设计
引言
输电线路是电力系统的重要组成部分。

为提高输电线路的管理水平，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。

通过对流过超高压输电线路绝缘子表面的泄漏电流电气特征量、环境气
象信息、输电导线重力、应力等物理量及图像信息的监测，利用试验建立的评定
模型，实现对输电线路积污、覆冰、积雪、风摆等状况的实时监测，减少人工巡
线的工作量，减少污闪事故的发生，提高供电系统的可靠性，为状态检修提供辅
助决策并实现与其他系统的信息共享。

1监测技术的概述
为了进一步规范高压输电线路监测技术的应用，监测装置应满足以下基本要求：①充分考虑到输电线路运行人员在高空作业环境下安装工作开展的便捷性和安全性；②安装标准确定数据传输方式和存储方式，以便对监测数据进行统一管理；③确保所安装的装置不能成为影响线路运行安全的隐患，同时也应避免其对线路机械性能的可靠性造成影响；④所安装的装置应满足基本的电晕要求和无线电干扰要求，以保障线路电气性能的稳定性；⑤安装位置应具备较强的适应性和抗磁性，且无需外在电源，免维护，以降低高压输电线路后期维护成本。

2高压输电线路监测技术的应用
2.1杆塔倾斜监测技术
杆塔倾斜监测在高压输电线路中的应用，主要就是对杆塔的中心线2/3以及
杆塔顶端顺线和横向倾斜角进行监测，同时按照监测结果来建立模型，对相关数
据合理分析及统计，若是其大于阈值就会出现报警信号。

并且，如果一些区域内
产生滑坡，应用该技术能够对线路杆塔实施相应的改造处理，并且能够筛选出相
应的危险区域杆塔，从而有针对性地进行改造处理，有效提升整改效果。

2.2动态增容监测技术
现阶段，较为常见的高压输电线路增容技术一般分为静态提温增容技术与动
态监测增容技术2种。

静态提温增容技术的出现时间较为短暂，可以通过对高压
输电线路运行过程中温度的提升，提升高压输电线路的电力能源传输效率。

但是，这种高压输电线路增容技术在实际应用过程中，仍存在一定的不足，不仅会大幅
度缩短高压输电线路的使用寿命，而且违背了国家相关标准的要求。

动态增容监
测技术相较静态提温增容技术而言，拥有较长的发展历程，在实际应用过程中可
以通过对高压输电线路温度限额与实际温度的比对，引导配电企业工作人员合理
的对高压配电线路进行增容处理。

一旦监测人员发现高压输电线路的实际温度超
出国家相关标准，应立即通知供电企业工作人员停止增容技术的使用。

由此可见，动态增容监测技术在实际应用过程中，可以在不影响高压输电线路使用寿命的同时，保证电力能源的高效输送。

2.3动态增容监测技术
目前，多采用静态提温增容技术和动态监测增容技术来提高现有高压输电线
路的输送容量。

其中静态提温增容技术是一种新型的增容监测技术，其可通过提
高现有输电导线处于正常运行状态下的温度，来到增大输送容量的目的。

但这该
技术的应用在一定程度上违背了相关标准与规范，其会对导线及关键设备的使用
寿命造成严重影响。

动态增容技术能将输电线路潮流与线路热稳定限额的实际变
化情况反映出来，以为电网工作人员对数据调整提供依据，同时通过对输送电路
剩余输送量的分析，可有效保证输电线路正产运行和允许的传输容量。

动态增容
技术通过对高压输电线路的实时监测，可将线路运行的温度是否超过所允许的范
围进行反映，同时也可对自然气候因素进行分析，大大提高了线路运行故障的处
理效率。

若输电线路导线运行温度超出所允许的范围，工作人员应及时申请停用
或转移负荷量，以保障输电线路的安全运行。

3高压输电线路综合监测系统设计
环境气象数据是后台分析各类故障的重要参考数据，如风偏舞动事故等，因
此环境气象数据是综合监测系统装置中非常重要的监测数据，本系统装置采用如
下方式进行实时监测环境气象数据。

监测装置分布在相应的输电线路的杆塔及监
测站。

规定某一固定区域或相近线路为一个监测单元，在该监测单元中设置1个
集中监测装置并在此杆塔上安装集中器，同时设置其它杆塔上均为一般监测装置
并在这些杆塔上安装监测终端。

以一个监测单元为例，单元中所有的监测终端将
通过相应传感器模块实时采集该杆塔周围气象信息，并通过传输模块（可选用数
传电台、4G等方式）传送给单元中的集中器。

集中器接收到数据后进行简单的处理，对同一时间同一气象数据甄别出最大值、最小值以及平均值，再通过传输模
块（可选用数传电台、4G等方式）统一发送给后台进行处理。

由于同一监测单元中每种气象数据只有最大值、最小值以及平均值，后台工作人员更方便观察，后
台上位机中的专家分析软件在计算时更加方便快捷，总数据量大大降低，更准确
的为系统和后台工作人员提供各种气象数据，以便后续计算时进行选择性应用。

此外，还可通过无人机巡检系统实时观测输电线路图像数据，防止一些非环境影
响的事故发生，还可防止一些突发情况的发生，如鸟兽为害、人为破坏、工程事
故等。

无人机巡检系统中，同样规定某一固定区域或相近线路为一个监测单元。

以某一个监测单元为例，一个监测单元可以由一个移动监测站（可根据实际情况
采用地面或空中两种形式）、数个无人机飞行器以及后台上位机所组成。

在一个
监测单元所规定的区域内，根据实际情况将每台无人机飞行器编号，并规定其所
监测的范围，每台无人机飞行器根据自己所规定的监测范围，在该范围内的输电
线路周围进行巡检，巡检同时把图像数据通过通信模块（可采用GPRS、4G等）
发送到移动监测站，移动监测站上的工作人员可以根据实际情况查找图片中直接
或间接反应的缺陷并进行应急处理，同时将相关数据通过通信模块（可采用数传
电台、4G等）发送到后台上位机上存储备用。

在遇到某些现场不能直接处理或不能确定的复杂情况时，需要反馈给后台专家，建议其形成小组商讨相关处理方案。

所保存的相关数据还可为供电系统的研究人员提供大量真实可靠宝贵的实际数据
及案例。

结语
输电线路运行状态监测系统包括多个状态量的监测，打破了原来监测设备监
测功能单一的状况，将多种状态量综合起来判断设备状态，有利于发现这些状态
量之间的联系，对深入分析输电线路上出现的现象的本质起因提供巨大的帮助。

随着信息技术的发展和对高压电网传输质量要求的不断提高，我国的高压输电线
路智能监测系统将会持续快速发展。

同时，如何进一步提高监测系统的可靠性，
如何更及时有效地对输电线路网络实施监控与管理，准确地捕捉故障征兆已经成为一个人们关心的话题，输电线路监测的重要性将更加突出，也使输电线路监测与管理系新亮点而得到空前的发展。

参考文献
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