架空输电线路导线弧垂在线监测误差分析及方法比较

架空输电线路的导线弧垂是反映线路安全运行的重要参数,也是输电线路在线监测和动态增容需要重点关注的状态量之一。为了实时掌握输电线路的运行状态,国内外非常重视导线弧垂的在线监测,也形成了几种比较成熟的监测方法。笔者立足于国内外实际应用情况,重点对导线温度、张力以及倾角传感器监测弧垂的测量精度在理论上和应用上进行了分析和比较研究。在传感器精度足够高的前提下,研究结果表明3种方法监测弧垂的误差都在4%以内,其中张力传感器法误差最小达1%,3种方法都能满足工程要求。     

输电线路弧垂的实时监测

输电线路弧垂是线路安全运行的主要指标,为实现弧垂的实时监测这一多年来国内外研究的目标,从导线的基本方程出发推导了根据导线张力、倾角或温度来测量导线弧垂的方法并介绍了计算公式和例题。目前国内外已开发生产的测量装置为通过导线应力、温度、倾角或图像分辨来实时测量弧垂的装置,并且己在线路关键点弧垂、线路覆冰监测及线路动态定额中得到应用。线路弧垂实时监测的应用提高了线路安全运行水平,特别是在线路动态定额的应用,可充分发挥线路隐性容量,使线路输送容量增加10%～30%。     

高压输电线路在线监测技术研究

输电线路的运行状态关系到电网运行的效率和安全,影响输电线路正常运行的因素有很多,而最主要的是自然气候因素,所以解决自然气候因素的影响是目前输电线路监测技术主要的研究问题.对高压输电线路在线监测技术中的输电线路动态增容技术、线路弧垂和张力的监测、线路覆冰情况的监测、线路图像的监控、微气候测量等相关问题进行了分析,并给出了一些建议.     

高压输电线路在线监测技术研究

输电线路的运行状态关系到电网运行的效率和安全,影响输电线路正常运行的因素有很多,而最主要的是自然气候因素,所以解决自然气候因素的影响是目前输电线路监测技术主要的研究问题。对高压输电线路在线监测技术中的输电线路动态增容技术、线路弧垂和张力的监测、线路覆冰情况的监测、线路图像的监控、微气候测量等相关问题进行了分析,并给出了一些建议。     

基于弧垂测量的综合荷载下导线等值覆冰厚度监测方法

近年中国电网冰灾事故频发,输电线路覆冰监测对电网冰灾防治工作具有重要意义.弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测.因此,该文根据导线力学分析,建立综合荷载下,基于弧垂、温度测量的输电线路等值覆冰厚度数值计算模型,并以连续档下不同塔线连接类型线路,以及大高差非均匀覆冰线路为对象,提出其标况下状态方程参数计...     

架空输电线路运行和故障综合监测评估系统

为了有效预防和减少线路事故,提高线路运行和管理水平,设计了一个统一的应用平台构建架空输电线路运行和故障综合监测评估系统对线路主要运行状态和故障情况进行在线监测、实时分析和综合评估。该系统通过安装在现场的数据采集终端和控制中心的监控主站对输电线路的导线、杆塔、绝缘子等设备进行全方位实时监控,可根据需要灵活配置实现绝缘子污秽、零值绝缘子、导线弧垂、导线温度在线监测及线路危险点实时视频监控、线路故障检测和定位等多种功能。输电线路运行和管理部门通过对系统各类监测数据的统计分析,能及时掌握线路关键运行状态的变化,为输电线路的状态检修奠定坚实的基础。     

输电线路竣工验收中弧垂检查探讨

架空输电线路导线弧垂合格与否,对线路的安全运行起着至关重要的作用。为保证输电线路投运后的安全稳定运行,在输电线路竣工验收工作中,必须做好弧垂检查。分析了验收过程中弧垂测量的影响因素,提出几种弧垂测量方法。     

基于张力测量的输电线路导线舞动在线监测系统

本文依据输电线路舞动时导线张力变化的模型,计算了其水平分量和竖直分量的变化值,研制了一套可在线测量导线舞动的监测系统。基于导线机械结构,设计出了适应于线路测量的压力传感器;通过A/D转换,输出张力变化的数字信号;基于ZigBee无线传输技术,实现导线张力的在线监测。最后通过某线路对比测试,证明该测量系统可有效地实现输电线路的舞动测量。当风速大于6.7 m/s时,导线舞动幅值与风速呈现正相关关系,直到风速为12 m/s时,舞动达到最大值6.1 m;随着风速进一步增大,导线舞动幅值呈现震荡趋势。     

导线覆冰的力学分析与覆冰在线监测系统

建立了导线覆冰厚度和导线弧垂变化的力学模型,设计了力传感器的安装结构,研发了基于全球移动通信系统(GSM)短信业务(SMS)的输电线路覆冰在线监测系统.系统运行结果表明:现场分机可定时或实时监测覆冰导线的重力变化、绝缘子串倾斜角、风偏角、导线舞动频率以及风速等环境信息,并通过GSM SMS发送至监测中心,由专家软件来分析覆冰状况,及时给出除冰信息,保障覆冰区线路的运行安全.     

极寒条件下输电线路弧垂在线监测技术研究应用

文章研究现有接触式和非接触式弧垂传感技术,对比图像特征提取式、超声波测距式、激光测距式等三种传感器的低温运行性能,试验结果显示激光测距式弧垂传感器在各温度下具有较小的测量误差,在极寒条件下优势更突出。在此基础上,研制极寒条件下输电线路弧垂在线监测系统,并在呼伦贝尔根河、海纳尔、满洲里等地应用,通过监测数据对比,文章研制的在线监测系统整体无故障率高于通用型输电线路弧垂在线监测系统,且监测数据未出现中断和丢包,装置整体稳定性好。文中研究成果为我国输电线路监测装置在极寒条件下的运行设计提供依据,有效预防、减少输电线路事故的发生,具有广泛的社会效益和明显的经济效益。     

基于双基地声纳定位架空线弧垂在线监测系统的研究

架空线弧垂大小是架空线输电线路运行状况的重要参数之一.针对如何监测架空线弧垂大小的问题,将双基地声纳定位引入架空线弧垂在线监测系统.给出系统的结构原理图、双基地声纳定位的系统原理及其定位算法,并仿真分析影响定位精度的主要因素.与其他架空线弧垂在线监测系统相比,该系统具有精度高、可靠性高和经济性好等特点.     

基于改进机器学习的输电线路弧垂温度估计方法

针对采空区地质塌陷造成的杆塔倾斜、构件断裂等问题,以及现有输电线路弧垂和温度估计方法抗干扰性较低且准确度不高,为此,提出了一种基于LoRa通信与神经网络的输电线路弧垂温度非接触式监测,以保障输电线路的安全运行。首先,利用安装在线路上的智能摄影机和传感器获得线路的弧垂与温度数据。然后,提出了基于LoRa的远程无线通信系统传输监测数据,并发送至数据采集与监视控制系统进行分析以估计线路状态。最后,基于遗传-支持向量机算法估计输电线路的弧垂,以及采用GA-Elman神经网络算法估计输电线路的温度,提高了线路状态估计的准确率。采用搭建的实验平台对所提方法进行论证,结果表明所提方法能够快速获取复杂环境下的监测数据,并且弧垂温度估计准确率优于其他对比方法。     

Mechanical State Estimation for Overhead Transmission Lines With Level Spans

Electric power transmission lines face increased threats from malicious attacks and natural disasters. This underscores the need to develop new techniques to ensure safe and reliable transmission of electric power. This paper deals with the development of an online monitoring technique based on mechanical state estimation to determine the sag levels of overhead transmission lines in real time and hence determine if these lines are in normal physical condition or have been damaged or downed. A computational algorithm based on least squares state estimation is applied to the physical transmission line equations to determine the conductor sag levels from measurements of tension, temperature, and other transmission line conductor parameters. The estimated conductor sag levels are used to generate warning signals of vertical clearance violations in the energy management system. These warning signals are displayed to the operator to make appropriate decisions to maintain the line within the prescribed clearance limits and prevent potential cascading failures.      

基于监测点优化配置的电压暂降故障点定位估计

提出一种基于系统监测点优化配置的电压暂降故障点定位新方法。针对由输电线路短路故障引起的电压暂降,首先以监测点数目最少为目标,以全网各节点电压暂降完全可观测为约束条件,构建监测点优化配置的0-1线性规划模型。然后根据监测点最优配置结果及其修正方案,以故障时监测点电压幅值信息为量测量,应用最小二乘原理对故障点故障位置及故障线路进行定位估计。通过对IEEE 39节点标准测试系统的测试分析,验证了该方法的有效性与实用性。     

基于平均点线距的电压暂降系统级评估方法

为系统比较不同区域电压暂降的严重程度,从电网电压暂降整体水平出发,提出了系统级的电压暂降严重程度评估方法。该方法通过聚类分析确定持续时间区段,求取不同持续区段内残余电压的中位数并绘制中位数线。随后提出平均点线距指标以量化评估各个区域电压暂降严重程度,并根据不同区域的指标分布特征进行电压暂降水平等级划分。某市实际监测数据的评估验证了所提方法的正确性与合理性。该方法能在大量监测数据中有效提取不同区域电压暂降的严重程度信息,从残余电压和持续时间2个维度实现电压暂降的系统级评估,有利于区域间电压暂降水平的对比。     

基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置

为实现全网任意位置电压暂降可观测,提出一种基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置方法。首先根据电压暂降幅值解析式,利用黄金分割法搜索故障位置在各线路变化时节点的最小暂降幅值;进而根据电压阈值确立可观测域,构建出计及各种短路故障情形的最恶劣可观测矩阵。最后以系统内监测点数目最少为目标,全网任意位置电压暂降可观测为约束,建立电压暂降监测点优化配置模型。在构造电压暂降可观测矩阵的计算中,考虑了系统最恶劣电压暂降情形,避免了监测盲区。并且通过对IEEE 30节点系统的仿真计算证明了该方法的有效性。     

基于直觉模糊粗糙集相似度的电压暂降源定位方法

为明确电压暂降责任,协调缓解纠纷,以进行故障检测、诊断及制定缓和措施,有必要对电压暂降源进行定位。现提出一种基于直觉模糊粗糙集的电压暂降源定位方法。该方法根据系统的网络拓扑结构及参数形成节点阻抗矩阵,基于节点阻抗矩阵计算不同线路故障时各监测点的正序电压,建立电压暂降特征信息数据库。利用电能质量监测装置采集的量测信息构造各线路的直觉模糊粗糙集和直觉模糊粗糙正理想集,计算其相似度,将相似度最大值所对应的线路判定为故障线路。在IEEE30节点标准测试系统进行数字仿真,验证了该方法的有效性和准确性。方法物理意义明确,编程简单,可应用于工程实践。     

基于平均点线距的电压暂降系统级评估方法

为系统比较不同区域电压暂降的严重程度,从电网电压暂降整体水平出发,提出了系统级的电压暂降严重程度评估方法。该方法通过聚类分析确定持续时间区段,求取不同持续区段内残余电压的中位数并绘制中位数线。随后提出平均点线距指标以量化评估各个区域电压暂降严重程度,并根据不同区域的指标分布特征进行电压暂降水平等级划分。某市实际监测数据的评估验证了所提方法的正确性与合理性。该方法能在大量监测数据中有效提取不同区域电压暂降的严重程度信息,从残余电压和持续时间2个维度实现电压暂降的系统级评估,有利于区域间电压暂降水平的对比。     

考虑电压暂降传播的监测点优化配置改进方法

电压暂降每年造成巨大的经济损失,因此对全网进行电压暂降监测具有重要意义。本文提出了一种考虑电压暂降传播的监测点优化配置改进方法。首先分析了电压暂降的传播规律,制定了监测点优化配置的分区原则和循环嵌套的分区算法;定义了节点MRA(可观测区域)矩阵和线路MRA矩阵,其中线路MRA矩阵基于插值拟合方法,保持了线路的连续性,更加完善合理;在此基础上,建立了监测点优化配置模型,以IEEE30节点系统为例,在MATLAB中实现了监测点优化配置,并在PSCAD中进行了仿真。结果证明了该方法的合理性和工程实用性,本文提出的方法保证了经变压器传播后记录的电压暂降信息的准确性。