輸電線路在線巡視系統(tǒng)的智能預警系統(tǒng)分析

黃遠志

摘 要：隨著我國電力系統(tǒng)的不斷完善以及相關科技水平的不斷提升，國內對電力的依賴不斷增強，對輸電線路的供電的可靠性和安全性的要求日益提高。智能預警的系統(tǒng)是輸電線路進行在線巡視所使用的一種新型技術，可以有效的提升輸電線路的穩(wěn)定性與安全性。本文對輸電線路的智能預警的原理、預警系統(tǒng)任務以及輸電異常的辨別進行了詳細的分析，對有效提升輸電線路的安全性具有重要指導作用。

關鍵詞：輸電線路；在線巡視；智能預警系統(tǒng)

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A

由于輸電線路經過的地理環(huán)境比較復雜，氣候條件也比較多變，所以就極易導致電力故障的發(fā)生。因此，在日常的電力工作中，電力人員一定要尤為重視輸電線路相關故障的及時處理以及解決。要想及時的發(fā)現(xiàn)線路中的問題，電力人員就一定要尤為重視電力系統(tǒng)的人工巡視。由于電力系統(tǒng)的人工巡視的密度不高，工作量也比較的大，而且如果發(fā)生了相關的地理以及氣候的災害，人工的巡視也經常會難以進行，所以相關人員往往會忽視輸電線路的巡視，從而不能及時的察覺到線路的相關故障。為了有效的彌補人工的巡視在電力工作中的不足，電力人員可以使用紅外線的監(jiān)控技術以及可視的監(jiān)控技術，和光纖通信的技術進行結合，利用在線的巡視系統(tǒng)對人工的巡視系統(tǒng)進行取代，建設和構筑堅強的智能電網。

1 輸電線路的智能預警的原理

1.1 在線巡視的結構

輸電線路的在線巡視的系統(tǒng)的結構主要有光纖通信的網絡系統(tǒng)、后臺主機的系統(tǒng)以及桿塔的終端系統(tǒng)。在桿塔的終端系統(tǒng)中，紅外的感知以及成像模塊，氣象監(jiān)測的模塊，桿塔的供能以及終端主機的模塊等都可以用在數(shù)據(jù)的采集以及處理上面，從而滿足電力系統(tǒng)相關的巡視要求。同時，光電的分離技術以及光纖的通信的網絡技術，也可以進行視頻以及紅外圖像信息的傳輸，從而使桿塔的終端以及后臺主機的系統(tǒng)實現(xiàn)實時的連接。在整個結構中，后臺的主機系統(tǒng)對全線桿塔的終端設備以及整個網絡進行著統(tǒng)一的控制、管理以及調節(jié)，并且詳細記錄著控制中心的各項數(shù)據(jù)以及操作。如果電路中遇到了比較異常的情況，相關的設備也可以進行及時的預警。盡可能的防止意外事故事件的發(fā)生。

1.2 預警系統(tǒng)的原理

在輸電系統(tǒng)中，根據(jù)具體輸電任務的要求，輸電線路可以進行一定的結構分級。第一級的位置是桿塔的終端主機，可以對線路是否發(fā)生故障進行初步的判斷。第二級的位置在后臺的主機系統(tǒng)，可以對線路的故障類型進行精確的判斷。一般來說，輸電的線路是通過桿塔的終端主機向后臺的主機進行信息的發(fā)送。在利用桿塔的終端主機對信息進行分析以及比較的時候，如果有異常的現(xiàn)象發(fā)生，后臺的主機就會進行信號的發(fā)動，并且將相關的命令以及視頻圖像信息傳送到后臺的主機上，從而有利于后臺的主機系統(tǒng)對故障進行更進一步的分析。

后臺的主機在接收到桿塔的終端主機發(fā)送的信號以后，將會利用圖像識別的技術以及綜合分析與系統(tǒng)建模的等方法，對檢測到的相關數(shù)據(jù)進行具體的分析，從而判斷設備以及線路是否已經發(fā)生了故障。

由于清遠屬于粵北山區(qū)，輸電線路發(fā)生山火、臺風或者是雷擊等災害時，電力人員可以利用相關的設備對故障進行及時的分析以及檢測，并且對故障進行及時的報警以及解決。

2 預警系統(tǒng)的任務

在對線路進行在線的巡視的時候，智能的預警系統(tǒng)能夠利用桿塔的終端對相關的數(shù)據(jù)進行識別，并且能夠利用桿塔的終端利用相關的數(shù)據(jù)對故障進行具體的判斷。對單桿塔的終端進行采集以及數(shù)據(jù)處理是預警系統(tǒng)的最基本的功能。它的任務主要包括數(shù)據(jù)的預處理、故障判斷、知識庫的管理、結果執(zhí)行以及學習能力等。

桿塔的終端有可見光的視頻、紅外圖像、紅外探測的信號以及微氣象的數(shù)據(jù)等。預警系統(tǒng)首先要能夠對那些可見光的視頻或是紅外的圖像做出常規(guī)的處理，然后按照一定格式對數(shù)據(jù)進行一定程度的監(jiān)測，最后再將數(shù)據(jù)提供給后臺的主機。桿塔的終端的主機對于可見光的視頻以及紅外的圖像等能夠進行初步的判斷。后臺的主機系統(tǒng)能夠對各項監(jiān)控的數(shù)據(jù)進行綜合的分析，比如使用閾值對算法進行提取、紋理識別以及模板匹配的算法等對圖像進行識別，并且能夠對線路的故障進行具體的判斷。

在對故障進行確定以后，電力人員可以結合以往的經驗以及具體的環(huán)境，對故障的辨別方法進行慎重的判斷以及選擇。在桿塔終端的設備有所變化的時候，電力人員也要及時的進行相應的修改，使預警系統(tǒng)的功能隨時間以及學習實例的增加而不斷的得到提升。

3 預警系統(tǒng)的故障判斷

當線路發(fā)生異常現(xiàn)象的時候，電力人員最好是結合線路以及環(huán)境的具體特征，盡可能的使圖像信噪比得到提升。在進行故障檢查的時候，電力人員要根據(jù)斷線以及線路覆冰等故障在圖像里的特點，將視頻以及圖像里的一些關鍵的信息盡可能的提取出來，比如說像素差以及灰度值等，并且結合微氣象以及紅外圖像等數(shù)據(jù)對線路工作的狀況進行精確判斷。在對預警系統(tǒng)進行故障判斷的時候，第一級的單元由于運算的能力比較有限，也不需要對故障進行精確的判斷，所以一般使用的是運算量比較小，也比較容易實現(xiàn)的圖像的差分法進行判斷。這種方法雖然比較簡單，可是檢測的結果卻并不能做到非常的精確。如果是遇到光照的變化比較劇烈或是有雨雪等復雜的天氣的時候，這種方法的效果就不會那么好。因此，為了適應這種氣候的變化的影響，電力人員可以使用三幀差分的算法。另外，電力人員也可利用輸電線路的覆冰綜合的算法對線路進行判斷，并且對于覆冰引起的倒塔以及舞動等相關故障要進行及時的解決。這種方法可以有效提升判斷線路故障的準確性，有效保障線路的安全與穩(wěn)定。

參考文獻

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