无信号区输电线路智能监测系统的应用研究

潘宏伟，梁芝柱

（宁波供电公司，浙江 宁波 315033）

0 引 言

针对极端灾害天气逐年多发频发的严峻形势、电网设备数量急剧增加、电网抢修工作任务逐年繁重和智能监测及预警服务体系不成熟等现实因素，现阶段迫切需要借助科技手段，建立输电网智能监测及预警服务网络系统，提高电网自然灾害应急和处置能力，将线路气象灾害事故消除于萌芽状态。随着科技的发展，采用数字科技手段提高电网安全运行水平成为现代化电网发展的必然趋势，实现无人烟区、无信号覆盖区输电线路运行工况的实时监测与监控，将是实现智能输电网的重点。因此，构建无信号区输电线路智能监测系统势在必行。

1 系统实用案例分析

1.1 现场实施

2016年10月，在宁波供电公司管辖的220 kV山北线、500 kV山花甲线上，安装了19套基于WiFi、光纤、4G混合自组网通信的输电线路智能监测系统，实现对监测区域内输电线路覆冰、微气象、杆塔倾斜度的监测和视频山火预防监控功能。这些设备的安装点全部位于高山、覆冰严重、山火重点防范区、移动信号覆盖不稳定和日常巡视困难等山地区。

通过项目实施，线路维护人员在办公室或利用手机APP客户端，可以看到输电线路现场覆冰状况、气象状况、杆塔是否因覆冰或泥石流发生倾斜等线路的现场实时运行状况，可以看到线路现场的高清视频。发生山火时，通过视频可以实时掌握现场山火的燃烧趋势[1]。

1.2 数据分析

该区域春季天干物燥，属于一种典型的火灾多发性季节。通过前期数据分析可知，火灾频发的重点区域——山花甲线40#杆塔山。技术人员通过巡视智能监测系统，发现软件中系统界面呈现的火警信息，及时获取了山火的准确位置，具体界面如图1所示。

结合火情地点，笔者在后台仔细观察500 kV山花甲线火灾的评估指标。结合系统运行提示发现，火灾主要由人为因素引发，等级为中等，现场整体火势比较猛烈；现场的气温最高为33°，全天降雨，整体湿度相对较低，维持在35%左右，风速为微风等级。虽然火灾现场整体风速较低，但是温度会逐步提升，如果不紧急控制相邻山镇和森林重点防火区域，易引起山上的松树、桉树、灌木丛发生火灾，产生大面积火灾，危机附近居民的人身安全，严重威胁电网运行安全。此时，结合无信号区输电线路智能监测系统的反馈状况，一部分队伍输电部的操作人员紧急按照系统预定方案，科学计算建立隔离带另一部分队伍全力灭火。熊熊的烈火没有吓退供电铁军，反而进一步点燃了他们勇斗山火的激情，队员全力以赴，扑救蔓延的山火。由于系统及时反馈数据，实施多重应急预案，使山火在1 h内被顺利扑灭，保障了人们的生命安全[2]。

图1 500 kV山花甲线山火现场视频传输图

2 系统的实践优势

笔者通过输电线路智能监测系统展开实例分析，发现系统优势主要体现在四个维度。

2.1 丰富电网智能化理论

本课题的研究涉及电力行业，属于国家重点战略安全领域，直接影响我国电力产业的安全，为我国的生产建设、人民生活质量提供切实保障。输电线路在线监测行业属于智能电网的重要组成部分，也是电力物联网建设的基础保障。本项目的实现将有助于推进智能电网的发展，从而带动整个产业的发展，促进我国逐步实现电网数字化、智能化现代管理。

2.2 降低事故率

由于输电杆的倒塌具有不确定性，会导致城市供电系统的规模性停电，对经济、社会造成影响。例如，一段功率为400 MW的500 kV输电线路，其产生的故障在60 min内造成的经济损失高达120万元。采用输电线路智能监测系统可以有效减少冰雪等灾害的发生，线路覆冰时，利用本系统传输现场的覆冰视频，为线路覆冰期抢修提供技术支撑[3]。

2.3 提升智能化管理水平

运用无信号区输电线路智能监测系统，可以有效解决无线链路传输不稳定、供电系统运行紊乱、图像传输不清晰和设备维护工作量大等问题，有效解决传统模式监测的局限性，实现对各信号区线路走廊环境状况、覆冰状况、气象状况的实时监控，加强覆冰期及重点线路之间的状况检测，从而不断提升智能化管理水平。

2.4 提供技术支撑

无信号区输电线路智能监测系统的挂网运行，能够监测电网的覆冰状况、气象状况、杆塔倾斜度，并能传输监测区域的高清视频。电网维护人员在办公室利用后台客户端系统可以实时访问现场的监测数据和高清视频，掌握现场线路的运行状况，犹如亲临现场。局部区域现场出现险情或未来有大范围自然灾害时，系统第一时间以客户端软件、手机微信等多种方式向线路运维人员发送预警信息，很大程度上提高电网维护人员对自然灾害的反应和处置能力，从而将电网事故消除于萌芽状态，将事故损失降到最低[4]。

3 结 论

虽然输电线路智能监测系统已在我国输电网得到了广泛应用，设备运行稳定性和数据采集精度性较高，但大面积安装线监测系统不是很成熟。一方面，工程造价较高，不适合在整个电网范围内普及应用；另一方面，由于受现有技术监测手段限制、输电线路运行环境极为复杂、恶劣等因素影响，在线监测系统的监测功能还不能完全满足国家电网的线路巡检与管理维护的需求，产品监测功能的完整性与我国智能电网建设需求还有一定距离，仍待后续完善解决。