特高压输电线路在线监测技术的应用

特高压交流试验示范工程具有电压等级高、传输容量大、传输距离远等特点,对其线路实施实时在线监控是保障特高压线路安全、稳定和可靠运行的必要措施。文章分析了现有输电线路在线监测技术,包括覆冰监测、导线风偏监测、杆塔倾斜监测、导线微风振动监测、导线舞动监测等。提出了在线监测技术在特高压线路中应用的基本要求和范围,并对在线监测管理平台提出了功能要求。     

1000 kV特高压输电线路覆冰区的研究与划分

1 000 kV晋东南-南阳-荆门交流特高压试验示范工程是中国第一个特高压工程。为了加强该工程线路状态的运行管理,提高运行单位制定针对性的覆冰巡视、线路检修专项措施的工作效率,有必要对该工程线路进行覆冰区划分的研究。为此,笔者调查分析了该工程河南段输电线路覆冰的特征,通过对该工程河南段输电线路进行实地考察,收集并分析了省气象局提供的沿线历年气象资料,采集了沿线地形地貌图片,最后依据沿线气象条件和地形地貌特征确定了线路覆冰区的划分。实际应用表明,特高压输电线路覆冰区的划分为开展特高压输电线路覆冰在线监测、导线覆冰机理、冰情预测及防冰除冰技术的研究奠定了基础。     

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.     

输电线路覆冰在线监测系统国内外研究综述

输电线路覆冰会影响电网的安全稳定运行,国内外对于输电线路覆冰在线监测进行了很多研究,笔者旨在分析当前覆冰在线监测系统的研究成果。首先,讲述了国内外关于输电线路覆冰过程预测的模型,包括基于热力学机理、流体力学机理和实测数据模拟等建立起的数学模型,并分析对比了其优缺点;其次,介绍了目前覆冰导线在线监测技术,包括视频监测技术、力学载荷计算监测覆冰厚度、倾角变化监测弧垂等技术;最后,指出了现有覆冰监测技术的一些不足之处,并提出了一些改进意见。     

输电线路在线监测系统及应用分析

介绍了国内现有输电线路在线监测技术,包括远程视频监控、风偏在线监测、杆塔倾斜监测、微风振动监测、舞动在线监测、覆冰在线监测等11大类,并提出在线监测系统建设方案。分析了在线监测技术应用的基本要求和选型范围。     

基于3组力传感器和倾角传感器的输电线路导线覆冰在线监测技术

为减小由于传感器数量不足导致的输电线路等值覆冰厚度计算误差,设计了基于3组力传感器和倾角传感器的新型导线覆冰在线监测装置。该装置集成了微气象、导线温度、分布式多杆塔拉力、图像等多项监测功能。建立了相应的等值覆冰厚度力学计算模型,并将该模型与覆冰图像处理技术相结合,给出了一种导线覆冰密度计算方法。新型输电线路覆冰在线监测装置于2013-03在贵州电网220 kV线路洒红Ⅰ回安装运行,2013-03-15—2013-03-18期间,该线路发生轻微覆冰,利用该技术得到等值线路覆冰平均厚度2 mm,而忽略大、小号侧杆塔绝缘子串倾角和导线温度的前期覆冰厚度计算模型得到的覆冰厚度均为0。结果表明该新型输电线路导线覆冰在线监测技术能够全面、准确和灵敏地监测线路的覆冰状况。     

架空输电线路覆冰在线监测系统的开发与应用

针对现有输电线路覆冰监测手段存在的不足,开发了1种新型输电线路覆冰在线监测系统。该系统由高电位在线监测装置、低电位在线监测装置、自动气象站、传输网络及主站系统等组成,通过实时采集环境微气象数据、导线特征数据及线路走廊图像数据,计算出导线等值覆冰厚度;结合覆冰图像信息及现场微气象数据,实现对线路覆冰情况的预警。通过在某500 kV输电线路上实际应用,证明了该系统对输电线路覆冰监测预警的有效性。     

特高压输电线路状态监测技术的应用

中国正在建设第一条特高压交流输电工程晋东南—南阳—荆门1000kV特高压示范工程。输电线路的安全可靠运行在很大程度上决定着整个特高压输电系统的稳定和安全。为充分保障输电线路的可靠运行,有必要在特高压输电线路上采用先进的状态监测技术作为补充。分析和总结了现有的输电线路状态监测技术,包括绝缘子污秽监测、雷电监测、环境监测、导线微风振动监测等在线监测技术,以及红外检测、紫外检测、超声波法检测、电场法检测等带电检测技术,对各种技术的优缺点及其在特高压线路中的应用给出了建议,建议在特高压线路中使用环境监测、导线微风振动监测、红外检测、紫外检测等成熟技术。     

架空输电导线覆冰及舞动在线监测技术综述

近年来,架空输电线路的覆冰和舞动在线监测技术取得了长足的发展。介绍导线覆冰舞动造成的危害、覆冰舞动的产生机理和监测方式以及导线覆冰舞动在线监测技术国内外的应用现状和发展趋势;重点介绍了光纤传感器在输电导线覆冰舞动监测技术应用中的优越性。     

四川电网建设运维面临的挑战和解决措施

由于四川电网特殊的地形地貌,其建设运维面临着各种灾害和风险,包括藏区联网工程谐波过电压风险、其大量输电线路穿越重覆冰区和无人区、特高压输电线路及接地极线路缺陷故障频发、输电线路走廊地质脆弱、滑坡泥石流风险较大等。针对上述问题进行了大量研究并提出了解决措施,包括藏区联网工程谐波过电压风险评估及防控技术研究、覆冰监测预警及防冰保线技术研究、基于高压等电位取能及无线蜂窝网格网络自组网技术的输电线路视频巡检系统在电网"四无"地区的应用、基于地线感应的输电线路在线监测装置取能技术研究、宾金特高压直流工程接地极线路断线故障分析及解决措施、输电走廊滑坡和泥石流监测预警技术研究6个方面。未来将加强电网防灾减灾技术的研发与应用以及特高压交直流输电建设与运维技术研究,打造大电网安全运行技术支撑体系。     

高压架空输电线路视频在线监测系统研究

为提高输电线路在线监测的智能化水平,研究开发了高压架空输电线路视频在线监测系统.该系统由多个线路终端设备和1个线路监控主站构成,具有杆塔和线路通道危险点实时视频监控以及绝缘子污秽、闪络定位、微气候和风偏、线路舞动和覆冰的监测等功能.该系统采用TCP/IP协议的网状网无线宽带专用网络技术实现系统与供电局光纤通信网络的无缝...     

基于三维重建的输电线路覆冰在线监测方法

输电线路覆冰常危害电力系统安全运行,有效监测输电线路覆冰状况能够预防由覆冰引起的重大电力事故。文中提出一种基于图像三维重建的输电线路覆冰在线监测方法,该方法利用计算机双目视觉原理,通过2台不同位置的摄像机采集同一段线路的2幅覆冰图像,检测出图像的匹配点,利用图像间的视差计算线路覆冰在三维空间的深度,重建出线路覆冰的三维模型,最后由三维模型计算得到线路覆冰的厚度及其分布状况。应用所提出方法对2组实测图像进行三维重建分析,结果表明该方法不仅能够准确计算线路覆冰的厚度,还可反映覆冰的厚度分布特征。     

采用多变量模糊控制的输电线路覆冰状态评估

目前架空输电线路在线监测系统中覆冰状态通过阈值方法进行评估,由于监测技术和理论模型的考虑因素有限等原因导致准确率较低。输电线路覆冰与微气象参数(如环境温度和相对湿度)的相关性较大。为提高输电线路覆冰状态评估准确率,以输电线路在线监测系统为基础,综合考虑系统的等效覆冰厚度、微气象参数以及覆冰持续时间等,提出了一种采用多变量模糊控制技术的输电线路覆冰状态评估方法,并建立了模糊推理规则。通过南方电网输电线路灾害(覆冰)预警系统的现场监测数据验证了该方法的准确性和可行性。     

1 000 kV特高压输电线路在线监测管理平台的应用

针对当前国内主要在线监测设备厂家采用的数据格式、通信协议不统一的问题,开发了特高压输电线路在线监测管理平台.该平台集成了覆冰监测、气象和导线风偏监测、杆塔倾斜监测、导线微风振动监测、导线舞动监测和绝缘子污秽监测等在线监测技术,实现了数据集中采集、处理和综合应用分析.采用浏览器/服务器的3层体系结构,实现了在线监测数据统一接收、展示、状态预测、预警和统计分析,并应用在1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范线路上.     

应用图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度研究

讨论了用基于小波的图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度的原理,提出了一种新的输电线路导线与绝缘子覆冰厚度的在线监测方法,即通过对安装在高压铁塔上的摄像机和图像采集卡获得的导线与绝缘子覆冰图像进行实时处理,提取其边界轮廓来测量导线与绝缘子上的覆冰厚度。主要对测量系统中的图像处理过程步骤作了说明,重点论述了通过提取边界轮廓来测量覆冰厚度的算法的实现,并在实验室的人工气候室中进行了试验验证。试验结果表明,该输电线路覆冰厚度在线监测方法测量精度高,监测可靠,可应用于高压输电线路覆冰厚度的在线监测。     

自适应分割阈值在覆冰厚度识别中的应用

采用视频图像的方式监测输电线路覆冰情况,无法准确判断冰厚大小,难以为线路防冰决策提供指导。为减少冰灾对输电线路的影响,在覆冰图像自动监测系统的基础上,采用自适应分割阈值的图像处理方法,实现了覆冰图像中导线覆冰厚度的自动计算。经对比现场人工观测结果与系统自动诊断结果发现,冰厚误差<2mm,该方法准确可靠,可以作为线路覆冰冰厚自动计算的一种有效手段。     

交流特高压线路冰闪故障分析及绝缘配置建议

覆冰闪络是造成重覆冰区输电线路跳闸故障的重要原因.在我国海拔比较高的地区,尤其是在水系流域发达、地形复杂的山区,冰闪事故发生率相对较高.该文根据已建特高压交流试验示范工程输电线路的覆冰闪络情况及科研单位的相关试验数据,总结了特高压交流试验示范工程覆冰闪络特性和防冰闪的技术要点,并根据覆冰闪络试验提出覆冰绝缘配置原则,为重覆冰区绝缘配置提供参考数据,从而推进重冰区特高压交流线路杆塔设计水平,提高特高压电网安全运行的可靠性.     

超、特高压直流线路覆冰监测装置典型故障分析

针对超、特高压直流线路覆冰监测装置典型故障,统计了某输电公司超、特高压直流输电线路覆冰在线监测装置典型问题,结合检修工作经验,分析了覆冰监测装置通信中断故障、传感器故障、蓄电池故障、摄像机图传黑屏故障等特点,提出了加强覆冰监测装置后台系统数据管理、硬件设备的检修维护、优化通信卡网络升级等建议.     

基于覆冰拉力监测系统的耐张塔线路等值冰厚计算模型

输电线路覆冰严重影响电网的安全稳定运行,准确监测线路覆冰情况具有重要的工程意义和应用价值.为了精准判断线路覆冰厚度,提出一种基于覆冰拉力监测系统的复合荷载作用下耐张塔线路等值冰厚计算模型,以在线监测终端监测拉力和角度为输入参量,计及耐张绝缘子串非均布荷载和风荷载影响,并修正重力方向荷载对计算模型加以改进.与雪峰山自然观...