电网智能网络巡检一体化系统的研究与应用

2022-09-06赵世巍

今日自动化 2022年8期

赵世巍

（永城煤电控股集团有限公司供电分公司，河南永城 476600）

文章研究的电网智能网络巡检一体化系统，能够实时监测到变电站和架空电力线路的整体运行状况，对架空电力线路通道内环境、施工情况、漂浮物等各类影响安全运行的情况进行实时监控，且可以实时观测架空电力线路导地线、绝缘子、金具及附件、杆塔上部情况有无异常，对变电站高压开关柜内各接头温度进行实时监测，能够随时发现是否存在异常情况，能够有效保证对电网供电系统的实时监控，节约了大量的人力劳动，减轻了巡检人员的劳动强度，提高了劳动效率；能够实时掌握电网的安全运行情况，及时掌握异常情况并进行处理，使安全管理更有效，更直接，确保变电站和架空电力线路安全可靠供电。

1 研究的必要性

1.1 架空电力线路智能巡检必要性

以往对架空电力线路的巡视检查主要是采用巡视人员徒步巡视方式进行，面对电力线路路径较长、周边环境复杂等难点，尚未能有效克服，且巡检质量较差。架空电力线路大部分位于户外，不可控因素较多，无论是临时性施工、永久性施工、塌陷区的频繁变化，还是各类漂浮物、彩板房等影响线路安全运行的情况，随时都有可能对架空电力线路的安全运行构成威胁。因此为了减少架空电力线路的人工巡检工作量、提高巡检质量，研究采用电网智能网络巡检一体化系统利用无人机全方位无死角的精细化巡检与远程视频在线监控装置巡检相结合的方式。不仅减少了人工巡检的劳动量，而且提高了巡检质量，提高了工作效率，有效确保了架空电力线路的安全可靠运行。

1.2 变电站及线路导流接点无线测温必要性

变电站内高压开关柜多为KYN28型中置式封闭开关柜，开关柜内在大负荷情况下会产生热量，由于一些开关柜位于封闭式房间内部且未安装有效降温措施，往往会造成开关柜内部温度升高，一旦高压开关柜的温度过高，就会造成造成柜内各类电气设备损坏故障、绝缘降低等问题。架空电力线路位于户外，常年累月风吹日晒，各连接点会出现氧化，造成电阻值升高，引起接点发热。所以，高压开关柜内及架空电力线路各连接接点的温度实时监控监测非常重要。目前主要通过在开关柜内各接头粘贴测温纸进行监测，如需了解是否发热则需要停电查看。架空电力线路各接头温度则需要用测温设备进行测温，均无法保证实时监控各接头温度。为保证实时监测设备及线路各接头温度，在高压开关柜内每个接点位置安装一个无线温度传感器，在便于观测的地点安装无线测温在线监控显示装置，并可以实现温度报警功能，还可以在手机端安装实时监控App，实时在线观测温度，按日、按月、按年自主形成温度曲线图便于对比，真正实现了高压设备温度的便捷实时监控。

2 电网智能网络巡检一体化系统实际应用

2.1 架空电力线路智能巡检现场实际应用

2.1.1 架空电力线路远程视频在线监测装置的应用

架空电力线路远程视频在线监测装置的应用，可以实现架空电力线路的24h 实时在线监控，可在后台任意设置时间进行抓拍现场照片。该装置的电源采用太阳能板+蓄电池供电，即使出现阴雨天气也可保证15天持续使用。该装置具备AI 智能分析功能，在线监控装置一旦发现截取监控画面内出现机械车辆、施工等异常情况，装置会通过圈定截取画面与以往画面进行智能分析比照，智能分析变化情况，利用在线监测装置配备的警报器进行实时报警提示，对现场各类违规作业人员起到及时的提醒作用。在线监控装置的自身发射装置是基于现代4G 无线网络数据传输，实时将监控数据传输到建立好的后台控制中心，后台控制中心具备监控数据分析功能，运维人员通过PC 端或者手机客户端实时调取数据、查看现场情况，实现远程视频巡检。系统可以大量保存各类信息数据，对每个基点存在违章信息进行汇总分析，有利于运行管理部门进行针对性整改。图1为架空电力线路远程视频在线监测装置现场图片。

图1 架空电力线路远程视频在线监测装置现场图片

2.1.2 架空电力线路无人机精细化巡检的应用

无人机自身具有携带方便、操作简单、反应迅速、载荷丰富、任务用途广泛、起飞降落对环境要求低、可自主飞行等优势。将无人机应用到电力线路巡检方面可大大提高电力线路维护和检修的速度和效率，确保电力线路运行安全。采用无人机进行常规电力线路巡视检查，可降低劳动强度，提高巡线人员的安全性，且无人机巡线速度快、应急迅速、能及时发现缺陷、提供信息。

利用无人机巡检架空电力线路，可以近距离、多角度地对架空电力线路中的绝缘子、导地线以及金具等设备进行观察，不会受到地形限制，提高线路巡检效率，减少了人工作业风险；可快速高效地对可疑故障点进行排查，及时发现故障点，有效减少登塔高空作业；创建线路杆塔精细坐标，建立线路激光点云数据；可自主创建飞行巡视路线，实现巡视路线最优化。具备RTK（实时动态）功能，能够从多角度、多层次对线路运行工况进行采集分析，实现360°立体化巡视。携带高可见光、红外测温设备对线路进行全天候测温。适应全地域巡视，特别对塌陷区淹水区域可实现定点精准化巡视。搭载警报器喊话功能，在发现有施工威胁情况时可以喊话警告。图2为无人机巡检架空电力线路现场。

图2 无人机巡检架空电力线路现场

2.2 变电站及线路导流接点无线测温实际应用

2.2.1 变电站导流接点无线测温现场实际应用

变电站开关柜内及架空电力线路各接头（包含电缆接头）安装无线测温装置。高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气设备高压开关柜由于内部电流电阻的作用会产生电阻热，在炎热高温的夏季或者散热较差的封闭环境下常常会出现高压开关柜温度较高的状况，一旦高压开关柜的温度过高，则十分容易造成电气设备损坏故障等问题。同样架空电力线路（包含电缆接头）亦存在此类情况。所以，实时掌控高压开关柜内及架空电力线路（包含电缆接头）各接头的温度是十分必要的。

为保证实时监测设备及线路各接头温度，永煤供电分公司特引进无线测温装置。高压开关柜内，只需要在各接头位置安装一个无线温度传感器，使用硅钢制作绑扎带固定牢靠。图3为变电站无线测温装置现场安装。在便于观测的地点安装无线测温在线监控显示装置，装置所在设备通电电流为5A，可实时显示温度，并可实现温度报警功能。还可以在手机端安装实时监控App，实时在线观测温度。App 可以按日、按月、按年自主形成温度曲线图便于对比，真正实现了高压设备温度的便捷实时监控。图4为变电站无线测温在线监控实时监测。

图3 变电站无线测温装置现场安装

图4 变电站无线测温在线监控实时监测

2.2.2 电力线路导流接点无线测温现场实际应用

电力输电线路导流接点测温装置由若干监测子站和服务器组成。其中，监测子站部署在电力杆塔上，其自身又由监测子站主机和一系列数据采集单元等组成。监测子站主机内置GPRS/4G 网络通信模块、充电控制器等，监测子站负责从各采集单元接收数据，并将其通过GPRS/3G 网络发送给远程服务器，实现对输电线路的远程数据情况实时监测，大幅提升电力输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平。如图5所示。