智能电网—输电线路在线监测技术

谢艺 范光秭

前言

美国是最早开展以在线监测为前期的状态检修工作，日本也是从八十年代开始对电力设备实施以状态分析和在线监测为基础的状态检修，而欧洲很多国家也采用状态检修来提高检修效率。国外统计资料表明，他们在实施状态检修后，一般可使设备大修周期从3～5年延长到6～8年，甚至10年，并且1.5～2年即可收回实施状态检修所增加的投资。应该说，国外在状态检修技术研究与实践应用方面都已取得了显著成绩。据美国电力研究院诊断检修中心的统计表明，实施状态检修提高设备利用率在5%以上，节约检修费用25%～30%。我国开展状态检修起步较晚，原水电部1987年颁布的《发电厂检修规程》（SD230-87）指出，应用诊断技术进行预知维修是设备检修的发展方向。应该说，状态检修在国内还是取得了一定的进展。随着国家智能电网的建设，作为状态检修重要的组成部分，输变电设备状态检修技术发展十分迅速。

1.输电线路在线监测技术

输电线路在线监测技术是指直接安装在线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量系统及技术，是实现状态监测、状态检修的重要手段，状态检修的实现与否很大程度取决于在线监测技术的成功与否。国外较早开展了输电线路在线监测技术的研究，并将自己国家成熟或试运行的各类在线监测设备推向中国市场，而国内有能力从事这项技术研发的高等院校及科研院所由于缺乏市场能力和足够的资金，无法将研制的成果批量产业化，导致我国目前成为全球输电线路在线监测与诊断系统需求最大的市场。最近几年随着高新技术企业的发展，国内出现了西安金源电气有限公司等专业的在线监测技术生产厂家，他们在积极学习国外先进技术的同时，立足本国电力国情，开发了一系列输电线路在线监测技术，有效提高了现有输电线路的运行安全。

在线监测技术基本原理可简述如下：污秽积累、缺陷发展、自然灾害等对输电线路的破坏大多具有各种前期征兆和一定的发展过程，表现为设备的电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化，及时采集相应信息进行处理和综合分析后，根据其数值的大小及变化趋势，可预测设备的可靠性和剩余寿命，从而能及早发现潜伏故障，必要时可提供预警或报警信息。由于输电设备种类较多，结构差异很大，因此要求采用各种不同形式的传感器，将被测信号（电量和非电量）抽取出来，转换成监测装置可以检测的信号，并通过电缆送入监测装置。

2.未来发展

输电线路在线监测技术的应用，一方面可逐步取代传统的人工巡检，通过对输电线路的实时监测，充分掌握线路运行状态和气象条件，将污闪、覆冰、微风振动以及设备自身故障等事故消除在萌芽状态；另一方面可全面收集和积累线路运行及气象资料，为输电线路设计、运行维护提供基础数据。输电线路在线监测技术已经成为智能输电线路的关键技术之一，其未来主要发展方向如下：

（1）提高实用性

目前逐步形成主流实用的在线监测技术，如覆冰、气象、图像/视频、微风振动等监测技术还需要进一步完善。随着科技进步和一些关键技术突破，一些高科技手段有可能应用到输电线路在线监测领域，如线路巡线机器人、无人巡线飞机等。

（2）CMD的智能化与集成化

目前CMD主要完成信息的采集与传输，数据分析与计算功能通过后台CAG来实现。未来数据采集、分析、计算、预警等模块将会逐步嵌入到CMD中；CMA经过几次功能缩减，现在仅完成数据协议转换和数据加密功能，这部分功能完全可嵌入到CMD。如果再出台CMD与传感器之间的通信规约，则可实现CMD功能的智能化与集成化。

（3）输电线路状态评价技术发展

在线监测技术要成为运行维护的有效手段，就必須大力发展基于在线监测技术的状态评价技术，国家电网公司以及省电力公司大多已成立了输变电设备状态评价中心，将重点进行这方面的研究工作。同时，有些骨干企业，例如西安金源电气股份有限公司，也逐步建立了数据分析与状态评价中心，开展了有关状态评价方面的研究与应用工作。

3.结语

输电线路在线监测技术在国家电网公司和南方电网公司中得到大量应用，部分监测系统在某些省电力公司的某些电压等级的设备已经普遍推广使用，如输电线路覆冰、导线测温、图像监测、杆塔倾斜等，并取得一定的效果。输电线路在线监测技术逐步成为电网抵御自然灾害、人为因素和本体故障的有效手段。（作者单位：金元证券）

参考文献：

[1]黄新波.输电线路在线监测与故障诊断（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2014

[2]黄新波，李国倡，赵隆.智能电网输电线路在线监测与故障诊断综合系统[J].华东电力，2011，39（12）：1998-1999

[3]黄新波，张晓伟，李国倡等.输电线路在线监测技术在青藏联网工程中的应用[J].高电压技术，2013，39（5）：1081-1088