在线监测技术在输电线路管理的应用

王 正,潘蕾蕾,孙 泉

(1.太原供电分公司,山西太原 030012;2.中北大学,山西太原 030005)

在线监测技术在输电线路管理的应用

王 正1,潘蕾蕾1,孙 泉2

(1.太原供电分公司,山西太原 030012;2.中北大学,山西太原 030005)

通过阐述输电线路在保证电网安全稳定中的重要作用以及对目前线路在线监测技术和原理的介绍,结合国家电网公司正在全面实施的SG186生产管理系统功能,提出了在原有线路工作管理模式下,应用在线监测技术提高输电线路状态监测和管理水平的具体工作模式和工作步骤,并对生产管理系统中状态评价中心的功能提出了完善和改进建议,为新形势下的输电线路管理工作提出了更加高效、精确的工作新思路和实现方案。

输电线路;在线监测;工作模式

0 引言

输电线路是保证电网安全的重要环节。随着第一条特高压输电线路的建成投产,山西电网已成为全国电压等级最高、技术最为复杂的电网之一,在这样日益复杂的电网结构中,一条重要输电线路的突然跳闸对电网稳定将造成极大冲击,甚至会引发区域性或大面积的停电事故。目前,国家电网公司正在进行智能电网的规划设计,并计划在2020年前形成以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,囊括发电、输电、变电、配电、用电、调度等关键环节,具有信息化、自动化、互动化特征的国家电网,而作为连接发电厂、变电站和用电客户之间的高压输电线路,保证其安全稳定运行,无疑是建设坚强智能电网的重要且关键的一环。在当前不断推进的输电线路状态检修工作中,线路状态评价作为实施状态检修的前提和基础,其准确性、及时性更是直接影响到线路检修策略和检修周期的正确制定及实施。

因此,充分应用在线监测技术和装备,对影响线路安全的重要参数进行精确的量化分析,更好地提高线路巡检工作效率和质量,对加强线路运行管理工作,保证线路安全稳定运行、保证电网安全可靠供电具有重要的意义。

1 输电线路在线监测技术介绍

国外在20世纪90年代开始针对输电线路在线监测技术开展系统研究,清华大学、西安交通大学、武汉大学等科研单位在2000年之后研发了具有完整功能的输电线路在线监测技术,其中中国移动 (GSM)中国联通 (CDMA)通信网络的普及在很大程度上促进了该技术的迅速发展,有效解决了远程数据传输的问题。2008年我国南方冰灾事故使人们警醒到采取线路在线监测技术的必要性和紧迫性,促进了在线监测技术的迅速发展[1]。

目前,国内较为成熟的在线监测系统分别是导地线微风振动在线监测系统、导地线及风偏故障定位系统、动态增容在线监测系统、输电线路覆冰在线监测与预警系统、输电线路舞动在线监测与预警系统、杆塔倾斜在线监测系统、输电线路气象环境在线监测与预警系统、绝缘子污秽 (盐密、灰密)在线监测系统、绝缘子泄漏电流监测系统、雷电定位系统、远程可视系统、导线对地距离监测装置、输电线路导线张力在线监测系统等。

监测设备分别通过实时监测导地线、绝缘子、杆塔及周边环境的各类线路人员关心的物理参量,在参量数值或发展趋势发生突变或超出阀值时及时发出预警信号,从而为线路人员提供精确量化的数据支撑和及时的报警信息,以利于对线路进行精确化的管理,及时采取应急措施。

2 应用在线监测后的输电线路巡检工作模式

应用在线监测设备后的高压输电线路巡检工作模式主要包括三部分内容,分别是在线监测,周期性检测试验,日常巡视检查、红外测温、紫外监测。三部分内容收集到的信息构成对输电线路运行状态监测的完整数据框架,具体结构如图1所示。

图1 输电线路状态监测工作模式图

输电线路状态监测及整体运行管理可划分为5个阶段,分别为数据采集阶段,数据汇总阶段,数据分析阶段、状态评价阶段和状态检修策略制定及实施阶段。

2.1 数据采集阶段

线路人员通过日常巡视、定期测试试验及在线监测设备获取线路各类状态信息。在此阶段,上述三项工作共同构成输电线路状态监测的主体。通过日常巡视检查,充分发挥人的灵活性和判断复杂情况的优势,结合现场实际,定性判断线路本体及通道环境内各类因素的危险程度,定量测量必要的基础数据,形成人工巡视数据记录。通过周期性检测试验,充分发挥线路技术监督优势,结合线路重要性和现场实际情况,排定周期定量测量线路杆塔接地电阻,复合材料憎水性,避雷器动作次数和性能试验,盐 (灰)密测试,红外测温,绝缘子零值测试,导线跨越对地距离测量,紫外监测等项目,形成检测试验数据记录。通过在线监测,充分发挥电子设备精确定量测量以及24 h不间断工作的优势,结合日常巡视检查及周期性检测试验中发现的,需进行实时监测控制、定量监测分析以及具有高度敏感性的重要位置或地段,加装在线监测设备,对其进行24 h实时监控,并设置预警阀值,及时提醒巡视人员予以必要监控关注或采取应急措施。

2.2 数据汇总阶段

三种类型的监测形成人工巡视数据记录、检测试验数据、在线监测实时数据,分别以纸质定性描述、纸质表格数据和电子数据形式体现,由线路运行人员汇总形成输电线路状态监测文档。国家电网公司推行的SG186生产管理系统,目前已具备设备台帐及巡检工作的记录,但对检测试验数据和在线监测数据仍缺乏相应的录入、管理功能,需要进一步予以补充完善,形成以线路基本部件为单位的统一数据仓库,为下一步的状态评价及检修工作提供完整的数据资料和支撑。

2.3 数据分析阶段

汇总三部分数据记录之后,按照所需单元分类(如线路、铁塔、导地线、绝缘子等)进行归类分析,并按照状态评价细则规定,逐个单元 (基础、杆塔、导地线、绝缘子、金具、接地、附属设施、通道环境共8部分)对数据进行分析排查,剔除无效数据。

2.4 状态评价阶段

严格按照评价细则要求,按照收集数据情况,进行定性和定量的分析并进行打分。国家电网公司推行的SG186生产管理系统已纳入状态评价中心功能,但尚未形成对定期检测试验数据和在线监测数据的自动采集、分析、录入功能,线路人员需依靠经验评判数据,人工进行打分评价。针对此类情况,需建立线路缺陷库,形成以计算机自动评价为主,人工干预为辅的评价模式,以利于准确、高效开展状态评价工作。

2.5 状态检修策略制定及实施阶段

完成设备状态评价后,依据评分情况,生产管理系统状态评价中心可给出相应检修策略。在检修策略制定结束后,即可按照要求排定检修周期和工作具体内容,完成整个工作流程,同时进入下一轮新的巡检工作之中,形成闭环管理。但状态评价中心的数据支撑水平较低,难以纯粹依靠数据给出进一步的具体意见,仍需人工结合现有资料,给出针对具体设备的检修策略。

以上3方面工作、5个阶段流程的有机结合,充分发挥了在线监测设备高频度、高精度的数据量化测量优势、线路人员自身灵活性和利用丰富经验分析判断复杂情况的优势以及当今现代计算机信息系统高速处理分析的优势,改善原有的传统纯人工巡检工作模式,将线路人员从大量繁重的机械性、重复性劳动中解放出来,将更多的精力放在分析数据、评价判断和解决现场重点问题上来,从而提升输电线路的日常管理和监测水平,实现对线路重点地段运行状态的实时监控,一般地段的短周期动态监控,特殊条件 (突发事件、故障等)下的机动应急处置,为线路状态检修工作打下了坚实的基础。

3 结束语

输电线路状态监测还不能仅完全依赖在线监测的结果,还需要运行检修人员的人工介入。一是在线监测系统本身还处于不断改善的阶段,二是完全依靠数据进行判断的专家系统仍需加以细致研究,三是设备老化及寿命预测的研究还处于初期阶段,四是在线监测系统的技术标准、诊断导则以及专家系统的智能化程度有一个发展的过程。目前,国家电网公司已经在积极筹备国家电网、省网及地市电网的三级线路在线监测中心项目,输电线路状态监测问题将在智能电网建设的前进步伐中不断得以完善和解决。输电线路在线监测就像电力系统综合自动化技术一样,终将成为提高电力行业技术管理水平和大幅度提高电网安全运行水平的高度智能化的第一道防御系统的关键技术之一。

[1] 黄新波.输电线路在线监测与故障诊断 [M].北京:中国电力出版社,2008:4-5.

The App lication of on-line Monitoring Technique to the Management of Transm ission Line

WANG Zheng1,PAN Lei-lei1,SUN Quan2
(1.Taiyuan Power Supp ly Company,Taiyuan,Shanxi 030002,China;2.North University of China,Taiyuan,Shanxi 030005,China)

By illustrating the important role that transm ission line p lays in ensuring the security and stability of power grid,asw ellas by introducing the theory and technique of on-linemonitoring,this paper,based on SG 186-PMSwhich is now under imp lement,p roposed new w orking mode and p rocedure to imp rove themonitoring andmanagementof transm ission line.W hat ismore,some suggestions are given to perfect the functions of PMS assessment center so that some new thoughts and app roachesm ight be emp loyed tomake themanagement of transm ission linemore efficient and p recise.

transm ission line;on-linemonitoring;working mode

TM 835

A

1671-0320(2010)03-0018-03

2010-01-15,

2010-04-13

王 正 (1977-),男,河北文安人,2000年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业,工程师,从事输变电专业;

潘蕾蕾 (1975-),女,江苏溧阳人,1998年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业,高级工程师,从事输变电专业;

孙 泉(1988-),男,河北霸县人,2007级中北大学电子信息工程专业在读。