电力系统中输电线路实时监测技术分析

陈林

（国网湖南省电力有限公司邵阳供电分公司，湖南 邵阳 422000）

0 引言

经济的发展也促进了电力行业的发展，近年来电力系统的规模与技术水准都有了很大的提升。如何保障电能安全稳定的输送，是电力行业面临的重大问题，也是电力行业实现科技化与现代化的发展中所要解决的问题[1]。因此为加强电能输送的稳定性，必须加强对输电线路的实时监测。输电线路是分配电能以及承担着输送电力的重要责任，对保障电力系统的正常运行具有重要的作用，因此通过对输电线路进行实时监测，不仅能保障电力系统输电线路的稳定运行，还能提高电力系统安全运行的水平，对保障人民生命财产的安全具有很大的意义，对电力行业的可持续发展也起着重大的影响。此外，电力系统的规模及技术水平，也是衡量经济发展的重要标准之一。

1 电力系统中对输电线路进行实时监测的重要性

电力系统具有发电、输电、变电及配电等功能，输电线路的安全及稳定运行，是保障电力系统功能得以实现的基础条件。在实际中由于输电线路的输电距离较长，布设的范围较广，承载的电能需求也具多样化，布局的环境也非常的复杂等，所以，输电线路极易受到外界因素的影响，比如雷电、暴风雨以及冰雹等恶劣天气的影响，以及地震、台风和山洪等自然灾害的影响，都会严重地影响到输电线路的正常运行，还会对输电线路本身造成一定的损坏，导致输电安全问题的出现。其中最为典型的问题就是输电线路舞动，由于风力及严寒的影响，输电线路舞动会产生机械振动能量，除了会对输电线路本身造成严重地危害，还会导致输电线路不堪重荷而发生断裂的现象，除此以外对杆塔、金具和绝缘子造成很大的冲击，会导致其产生疲劳损害[2]。再加上我国在用电分布上，区域分布比较的零散，不均匀，且各个地区的用电量存在一定的差异，在用电的高峰时段会对电力系统中的输电线路造成很大的压力，如果输电线路发生故障问题，必然会对电力系统供电安全造成极为严重的影响。所以，对电力系统中输电线路的实时监测及检查具有重要的意义。通过对电力系统中输电线路进行实时监测，当输电线路发生故障问题时能第一时间的发现，并及时的采取有效的措施进行解决，避免了输电线路问题的进一步恶化，对电力系统造成更大的影响，有力地保障了人们的安全用电。

2 电力系统输电线路实时监测技术的现状

2.1 杆塔倾斜以及振动实时监测

野外设置的输电线杆塔，虽然地基稳固，但由于环境因素以及人为施工等方面的影响，极易发生倾斜。当输电线路的杆塔倾斜到一定程度时，会导致输电线路发生断裂的问题，进而影响正常的输电。对于此，通常采用的方法是由输电线路的巡视人员，携带相关仪器设备到杆塔附近进行测量，这种方法测量的准确度较低，且工作效率较低，不利于问题的解决。

2.2 视频在线实时监测

输电线路中视频在线实时监测系统主要是远程视频监控等高级的监测系统，能有效提高输电线路监测的智能化水平。远程视频监测利用先进的图像数据采集压缩解码技术,网络传输技术，监控中心服务器软件管理技术，太阳能及蓄电池供电技术，保障在恶劣的环境下能对输电线路的运行情况进行实时监测，减少因塔材被盗及风偏（舞动、弧垂）等因素诱发的电力事故，同时也减轻了巡视工作人员的工作强度。

2.3 绝缘子在线实时监测

绝缘子可以将不同点位的导电体通过机械部件相连接。输电线路中出现的运行故障大多数都是因为绝缘不良所引起的，而绝缘子也是输电线路绝缘中的薄弱环节。由于户外绝缘子的工作环境比较的恶劣，极易导致内部出现裂纹等现象，因此应对绝缘子的实时监测给予重视。

2.4 导地线舞动及微风振动的实时监测

当遇到恶劣的天气时，如持续的低温、雨雪以及冰冻的天气，会导致输电线路出现结冰，会致使大面积的输电线路被压断，为了能够预防极端天气对输电线路造成的影响，相关单位应做好防护措施。微风振动实时监测系统，可以实时的自动采集微风振动信号，通过网络将振动信号传输到数据处理系统后，对振动数据进行分析，进而预测输电线路的疲劳寿命。还可以对导地线的振幅、振动时间、振动频率进行监测，也能对现场的风速、风向、温度等进行监测。输电线路的舞动监测系统主要有舞动监测仪、气象环境观测站、线路监测站等，能及时地向运行单位发送预警信号，为电力系统的安全运行提供保障[3]。

2.5 气象环境的实时监测

风向、温度及湿度的气象参数监测系统需要安装在被监测线路的杆塔上，可以及时的将气象参数传回到数据中心，方便工作人员对影响输电线路运行的自然因素进行分析，并找到相应的解决方案。气象环境在线实时监测中最为重要的一项监测就是覆冰在线实时监测，这种监测技术能在恶劣的天气环境中，对输电线路及变电站绝缘子的覆冰情况进行监测。通过运用精确的监测分析法和数据模型，对监测的数据进行分析，可以对即将要发生冰雪灾害的线路进行预测，并向相关人员发出警报信号。覆冰监测技术，能放出断线、冰闪、倒塔及舞动等灾害性的事故出现，其工作的原理主要是：先对导线倾斜角以及弧垂等的参数进行监测，结合参数对输电线路的状态进行分析，并对覆冰之后的载重，覆冰的厚度及重量等的参数进行计算，为覆冰危险等级的判断提供依据。在根据输电线路拉力的实际情况，监测覆冰的情况及输电线路的受力状态。将数据反馈到监控中心，通过对数据进行分析，对输电线路的覆冰情况进行预报，并给出除冰警报。

3 电力系统输电线路实时监测技术的改进措施

3.1 杆塔倾斜及振动监测技术的改进措施

可采用杆塔倾斜自动化检测的方法，同时对野外的实际情况传送到监测中心，方便工作人员进行监测和对数据的统计及分析。自动化检测的方法应先升级无线终端设备，再根据杆塔的实际结构的特点对设备进行安装，涉及系统工作电源，最后在设计处理软件，进而实现杆塔倾斜检测的自动化，网络化及安全化[4]。

3.2 视频实时监测技术的改进措施

由于视频实时监测现存的不足，因此必须采用新的监测手段，实现对现场杆塔、导线、绝缘子、覆冰情况、舞动和微风振动的实时监控，便于及时地获取更加准确的数据信息，减轻输电线路中巡线工作人员的工作量及工作强度。

3.3 绝缘子实时监测技术的改造措施

绝缘子实时监测技术，可以第一时间发现因温度的变化、绝缘子覆冰等原因造成的电流泄漏，再加上利用网络远程数据传输通道，以及接地抗干扰设计和低功耗设计等，减少跳闸及停电的现象[5]。

3.4 导地线舞动及微风振动实时监测技术的改进措施

虽然导地线极易受到极端天气的影响，但对其可以采用人工方式进行预防，减少对人们生活造成的损失及影响。舞动实时监测技术的改进措施中，先设置合理的监测中心，使其同时可以对多个不同监测系统数据进行分析及处理，并计算输电线路的信息及运行参数，分析输电线路是否有危害发生，以便及时地发出警报信息，能有效减少损失。对微风振动监测技术进行改进时，可以采用具备传感功能、采集功能、通信功能、自启动功能和在线诊断功能的新型监测系统，补充原系统中存在的不足[6]。

4 结论

综上所述，通过对电力系统中输电线路的实时监测技术的研究，在覆冰实时监测技术、杆塔实时监测技术、微风振动和舞动实时监测技术以及视频实时监测技术上取得了较大的进步，也得到了普遍的应用，对电力系统输电线路故障所造成的灾害起到了有效地预防作用，实现了全天对输电线路的运行状态的相关数据进行采集并运输，为电力工作人员对输电线路中设备的运行状态及未来发展趋势的预测起到了强大的支撑作用。然而由于输电线路的实时监测技术发展的时间较短，目前还处于初级阶段，所以还存在一些问题，例如运行环境比较恶劣，影响实时监测的稳定性及可靠性，以及监测精度上也有一定的问题需要加强改善。因此，输电线路实时监测技术应用时，应不断提升其稳定性和可靠性，为促进电力系统为广大人民群众提供更为优质的电力服务。