電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

陳順平

摘要：近些年，隨著人們生活水平的提升，推動了我國電力需求的不斷增長，對電網(wǎng)安全的穩(wěn)定性提出了更高要求。高壓電力設(shè)備承擔著國家戰(zhàn)略發(fā)展重要任務(wù)，其穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。研究電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案，為提升電網(wǎng)運行安全性提供參考。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備;運行狀態(tài);在線監(jiān)測系統(tǒng);設(shè)計

引言

電力輸送過程需基于高壓輸電線路完成，作為智能電網(wǎng)的核心構(gòu)成，高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運行與否會對整個電網(wǎng)產(chǎn)生直接影響，規(guī)模及范圍不斷擴大的電力系統(tǒng)對高壓輸電線路的監(jiān)測提出了更高的要求，設(shè)計并完善高壓輸電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)仍然是目前研究的重點領(lǐng)域。不斷發(fā)展完善的智能電網(wǎng)及動態(tài)增容技術(shù)為輸電線路實時高效的監(jiān)測過程的實現(xiàn)提供了有力支撐，但目前由于受到技術(shù)及成本等限制，存在以單點監(jiān)測為主、尚未組網(wǎng)形成監(jiān)測系統(tǒng)等問題，輸電線路在線監(jiān)測產(chǎn)品及監(jiān)測過程的智能化、自動化、互動化水平還有待提高，需通過進一步完善以降低實際使用過程中的故障率、使用及維護成本。

1電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)

1.1變電站運行環(huán)境監(jiān)測

運行環(huán)境監(jiān)測一般采用無人值班監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括安全和視頻防護監(jiān)測，運行狀態(tài)下的實時監(jiān)測、防盜報警、出入口監(jiān)測和火災(zāi)預(yù)警等，實現(xiàn)變電站內(nèi)部環(huán)境濕度溫度監(jiān)測，室外環(huán)境溫濕度、風速雨量實時觀測等，利用紅外線、紫外線及電子感煙技術(shù)，實現(xiàn)變電站煙霧、明火、漏電情況及進排水實時監(jiān)測和記錄，經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阶诱鞠到y(tǒng)，再將視頻和安防信號傳輸?shù)郊刂行?，密集性排查變電站運行情況。

變電站運行環(huán)境監(jiān)測是輸電網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測信息上傳的重要組成部分，一旦出現(xiàn)危機情況，遠程視頻監(jiān)控終端自動切換窗口，傳輸報警信號和圖像，自動定位地圖報警位置和類型，聯(lián)動照明、警笛等設(shè)備，支持多聯(lián)動報警機制，視頻單元系統(tǒng)將實現(xiàn)險情監(jiān)控及自我檢查，實現(xiàn)全方位智能化聯(lián)動和跟蹤定位事故地點，傳輸?shù)郊刂行?，實現(xiàn)及時掌控。

1.2監(jiān)測設(shè)備的供電

桿塔上不能懸掛較長的導(dǎo)線，桿塔上使用電池時更換難度較大，且禁止從高壓輸電線路取電，可安裝于桿塔上的節(jié)點，監(jiān)測子站和部分圖像傳感器節(jié)點可采用太陽能供電系統(tǒng)（和節(jié)點一起安放在塔上），其所采用的免維護鉛酸蓄電池的容量根據(jù)實際情況計算獲取（包括設(shè)備功耗和連續(xù)陰雨天數(shù)），選取太陽能電池組件則以發(fā)電量、電池電壓、設(shè)備功耗等為依據(jù)（連續(xù)陰雨天間的最短間隔期間）。合理的供電系統(tǒng)利用充足的光照即可有效滿足設(shè)備持續(xù)供電的需求。此外需注意根據(jù)桿塔對承重和抗風要求設(shè)計供電系統(tǒng)的體積和重量，導(dǎo)線溫度監(jiān)測節(jié)點可采用電磁感應(yīng)供電方式，避免對導(dǎo)線造成損傷。通過將蓄電池加裝于設(shè)備上以避免斷電情況（通常由輸電線路載荷不足、繼電保護跳閘引起）的出現(xiàn)，蓄電池充電時由電磁感應(yīng)供電。為避免IEEE802.11和802.15.4相互干擾，各自指定了固定的通信信道，各包含11個和16個信道，IEEE802.11使用信道1，IEEE802.15.4使用信道21或22，可以同時使用。

2對電氣設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)的建議

2.1強化在線監(jiān)測管理工作

只有不斷強化在線監(jiān)測工作的管理協(xié)調(diào)，才能使監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用得到最大限度的發(fā)展。近年來，我國電力設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測發(fā)展很快，如何有效實施電力設(shè)備在線監(jiān)測，提升產(chǎn)品功能和穩(wěn)定性，實現(xiàn)現(xiàn)場安裝、設(shè)計規(guī)范化，電力設(shè)備安全、運行穩(wěn)定成為重點解決的問題。這就需要我國電力部門要建立一套完整的綜合性評估監(jiān)測機制，對電力設(shè)備中的技術(shù)性能、先進性、可靠性和電力設(shè)備生產(chǎn)單位進行綜合評價。

2.2數(shù)據(jù)采集模塊

系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集模塊主要是對智能變電站設(shè)備的運行參數(shù)進行檢測，通過實時數(shù)據(jù)監(jiān)測同時利用特定的通信協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能變電站的中心機房，數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理以及數(shù)據(jù)的集中，數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理之后將數(shù)發(fā)送到不同的地方中心機房，之后對檢測數(shù)據(jù)進行分析計算。通過對不同電力設(shè)備數(shù)據(jù)的分析處理，對于分析處理的數(shù)據(jù)類型需要滿足市面上使用的大多數(shù)設(shè)備的數(shù)據(jù)類型，從而保證數(shù)據(jù)的兼容性，同時數(shù)據(jù)采集模塊需要預(yù)留足夠的數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)，從而便于日后進行功能擴展，滿足不同電力設(shè)備的應(yīng)用需求，為系統(tǒng)升級提供基礎(chǔ)保障。

2.3提升科研基礎(chǔ)能力

電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，離不開科研單位、高校的技術(shù)支持，利用科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)在線裝置的開發(fā)，拓寬監(jiān)控系統(tǒng)功能。還需要大力支持科技創(chuàng)新能力，加大技術(shù)研發(fā)和研究，尤其是對電氣設(shè)備元器件、變壓設(shè)備和氣體絕緣設(shè)備進行技術(shù)攻關(guān)。如電力變壓器綜合性監(jiān)控設(shè)備，能反映故障性質(zhì)的特征參數(shù)，提升綜合診斷能力。重點發(fā)展局部放電監(jiān)測系統(tǒng)抗干擾能力研究，引進國外先進技術(shù)，結(jié)合我國電力設(shè)備實際情況，探究出具有我國自主創(chuàng)新能力的在線監(jiān)測系統(tǒng)，將在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到電力行業(yè)中。同時，加大對氣體絕緣組合電器在線監(jiān)測技術(shù)的開發(fā)，監(jiān)測故障性放電因子，加大技術(shù)攻關(guān)，盡早實現(xiàn)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用化。

結(jié)語

在線監(jiān)測系統(tǒng)是將電器設(shè)備運行狀態(tài)進行分析和交流，通過對其的數(shù)據(jù)采集，將信息傳輸?shù)教幚砥髦校瑧?yīng)用計算機技術(shù)處理后，通過光纖通信傳輸?shù)奖O(jiān)測中心站的系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了電力設(shè)備的遠程控制和操作，為中心基站和工作人員提供了可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時排除電力設(shè)備故障，提高了電力設(shè)備運行的可靠性和穩(wěn)定性。

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