关于电力预警设备的设计

金雨坤

摘要：这是一种基于电力调度数据网的广域数据采集设备，进行统计、汇总、分析，了解故障多发与频发的线路或设备状态，对大风，低温，酸雨等恶劣环境做到提前預防与重点检查，进而高效、科学地保障电力设备的安全可靠运行。

关键词：预警装置；熵权法

1.监测雨水PH值

随着我国工业化进程不断加深，废气尾气的排量不断增加，各地的线路地气污秽等级不断上升，污区分布图没有得到及时有效的更新，导致线路绝缘水平较差。因此，采用Sensorex 水质PH传感器S290C系列，，如下式所示，响应速度快，可进行温度补偿，本预警设备通过PH传感器对雨水的酸碱度的记录能较为准确的监测绝缘子，架空线路的实时状况。

E （1）

E：电极电位；

Eθ：电极的标准电压；

R：气体常数；

T：开氏绝对温度；

F：法拉第常数；

n：被测离子的化合价；

2.监测风速

风速的大小直接影响风力对输电线路作用力的大小，尤其是在外界环境温度较低时，线路将覆冰，一定方向的风会在线路上产生不均匀的空气动力，引发导线低频且大幅度的自激震荡，即为驰震，引起输电线路，杆塔或其他器具的机械性破坏，因此风速的监测是必要的。风速越大，越易使输电线路发生倾斜，绝缘子串的风偏角越大，当预警装置测得风速超过最大设计风速，易发生风偏跳闸。通过刚性静力学模型进行风偏角计算，当只考虑风向β的竖直分量向上时的情况时，风偏角可求得：

（2）

（3）

Fd为垂直于导线方向的水平风荷载；

Fj为绝缘子串风荷载；

Gd为导线垂直荷载；

Gj为绝缘子串重力；

本设计采用PG-510FX-CG为风速传感器，集数据采集、记录和传输于一体，低功耗、高可靠（适应恶劣环境，失电时不丢失数据），自动生成记录曲线。

3.监测温度

随着各项环境保护政策的出台，输电线路旁植被覆盖率不断增加，在特定节日里的祭祖活动，极有可能引发火灾，火灾会直接增加跳闸发生的概率，从根本上威胁高压输电线路以及电气设备的安全。本装置采用H8SLS-300型红外温度传感器，通过测量目标发射的红外辐射强度计算出物体的表面温度。快速测量仪器及线路的温度。

4.影响因子熵权法分析

假设存在m组需要评价的故障案例，每一组案例包含PH值，温度，风速三个待确定指标，按照一定规则定量的抽取各个方案有关多指标的评价矩阵。

对于一些异常数据，根据专家意见，调整其权重，得到最后的评价矩阵，公式如下：

（4）

从而计算出指标j里面i方案的指标比重大小Pij以及第j项指标的熵的大小eij：

（5）

（6）

当k与案例个数m联系紧密时，一般将这m个案例视为无序状态，即有序度为0，e=1，此时 ， 。

因此，指标熵权aj的计算公式为：

（7）

总结

输电线路运营维修人员应对灾害风险时，往往依靠历史故障和专家经验划分重点监控区域而制定巡检计划，常常造成欠巡视或过巡视，本套预警评估方法实时监测温度，风速，雨水PH值，通过对输电线路影响因子的分析，可以确定其整体的安全状态等级，并给出针对性应对措施。

参考文献

[1]廉志龙.500千伏高压输电线路运行与维护探讨[J].科技风，2019（05）：197.

[2]朱奇. 基于多因素权重分析的输电线路灾害预警评估模型研究[D].武汉大学，2018.

[3]李震宇，武国亮，王志利，尹晖，周晓庆，张晓鸣，龚芳馨.电力微气象风偏灾害监测预警技术及系统实现[J].电力系统保护与控制，2017，45（01）：125-131.

（作者单位：成都理工大学和技术与自动化工程学院）