输电线路事故诊断远程仿真系统设计及实现

汪勇

摘要：针对传统输电线路事故远程诊断系统存在运行能耗大、诊断精度低的问题，设计一种新的输电线路事故远程诊断系统。系统的总体设计分为硬件设计和软件设计，硬件部分主要分为三层，分别为数据采集层、后台服务器层以及命令交互显示层。对于软件部分，构建了输电线路事故与环境温度、湿度、风速、风向时间等影响因素下事故诊断数学模型。仿真实验结果表明，该系统运行能耗比传统输电线路事故诊断系统低，且事故诊断精度更高，具有很好的应用前景。

关键词：输电线路;事故诊断;系统设计;事故诊断

引言

近年来，我国国民经济飞速发展，工业化进程不断深入，对电力供应系统提出了更高的要求，尽管电网系统不断完善和发展输电线路的建设工程遍地开花，但是由于输电线路自身地理位置和自然环境以及人文环境的特殊性，线路搭建的支撑点多，覆盖面广，且多数电路暴露在野外，没有任何遮挡措施，常年遭受雨雪冰雹的侵蚀，除此之外，人为因素造成的线路损坏、跳闸，甚至输电事故的比例逐年增加，迫使电力系统管理部门不得不对外力破坏线路加大重视程度。随着电网结构的发展和完善，输电线路的建设得到了长足发展。但是，由于输电线路所处地理位置和环境条件的特殊性，杆塔点多、面广、线长，终年暴露在野外，除了要遭受大风、雷击、暴雨、冰雪等自然灾害的侵袭外，人为因素、外力破坏引起的线路跳闸、线路被迫停电事故的概率呈上升趋势，不能不引起我们的极大重视。特别是近年来新能源发电的发展，许多大型的发电设备的应用极大程度上增加了输电线路的维护保养的难度和风险，一些地区利用自然资源如风能和太阳能等一系列发电设施，这些设施的建设也给输电线路的安全造成了一定的威胁，同时加大了人员维护的难度。因而，为了保障我国电力系统的蓬勃发展，分析输电线路受到外力破坏的原因是非常有必要的，同时要积极地将这些破坏因素降低，才是我国经济发展的重要保障。

1输电线路事故远程诊断远程仿真系统硬件设计

1.1事故数据采集及存储模块

（1）设备空间信息数据：该部分主要包含绝缘子悬挂位置杆塔、线路拓扑结构数据、空间数据、导地线的连接方式、杆塔位置数据、导线相位变化情况等;（2）通道基础地形数据：基础地形数据主要包含线路覆盖地区地名、电网所在地的地形地貌背景、交通道路路等各项数据，以及与输电线路存在关联的其他数据;（3）基础台账数据：输电线路主要由通道环境、导地线、绝缘子串、导线型号、接地装置、附属设施、金具、杆塔等基础部件组成。根据线路及其部件的设备档案数据包含绝缘子串形、杆塔型号、出厂日期、导线排列方式、绝缘子盘径、金具型号、所属工区、安装位置、地线股数、电压等级、投运日期线路长度、地线型号、导线分裂根数、绝缘子型号、架设方式等。

1.2存储器设计

而对于输电线路事故远程诊断的数据存储模块，该模块使用OYR存储器，其可以将输电线路事故诊断的视频、文字、音频数据一同储存。输电线路事故诊断的存储器内部设有由数据通道34个，GJK出口23个，QCB出口28个，运转速度为960MHz。输电线路事故诊断的存储器的内部结构由两部分组成，该结构的功能是程序处理和基本存储。基本存储被分成三个区域，分别负责用户端、HBV数据块、和程序块。存储器结构如下图3所示。观察图3可知，该系统存储器的最大功率不能超过15mW，这样才会保障同时运转内部通道控制器和存储数据，精准储存各项数据。其中输电线路事故远程诊断系统的内部通道控制器必须保证是存储数据的4倍，提升存储器的准确度。

2输电线路事故预防措施

2.1做好防冰准备，及时除冰

经过长期研究得知，覆冰事故多发生在分水岭以及有湖泊地带，因此，在建设输电线路时，应绕开这些地区，这也是目前最有效避免覆冰事故发生的办法。对于那些难以绕开的地区，在实际建设输电线路时应结合当地地形与气候进行设计，研究可能发生覆冰的机率，确保其具有极强的抗冰能力，从而防止电力设备与电气设备受到损坏[3] 。此外，还应及时除冰。现阶段具有三十多种除冰方法，但总的归结起来主要有三类：①热力除冰，这种除冰方式就是运用热源或输电线自身的热量融化覆盖在输电线路上的冰雪。这就需要相关工作人员提升线路电流，通过焦耳效应完成加热工作，如常见的负荷融冰和短路融冰就是典型代表。另外，还可以加热电阻丝等对边际电流进行加;②机械除冰。这种除冰办法通常需要人工作业将覆冰铲除，典型代表有滑轮铲刮;③自然脱冰。这样除冰方法主要是依靠自热风力完成脱冰工作，具有简单方便的特点，但却会极易发生输电线跳跃情况，引发线路事故。

2.2建立健全防外力破坏保障制度

针对我国现阶段存在的外力破坏输电线路的状况，要切合实际地建立健全防外力破坏保障制度体系，成立防外破组织机构，明确各级部门职责、规范电力设施防外力破坏工作，增强广大干部职工的责任感和参与意识，动员社会各界力量，形成群防群治氛围，严密防范和有效处置故障或事故，使杆塔保护可控、在控，确保电网安全，打下坚实的基础。同时积极发挥群众力量，群众监督，从自身做起，保护输电线路的稳定安全，使得经济建设能够快速有条不紊地进行。

2.3加强电力安全的宣传教育工作

为了维持电力系统的稳定、输电线路的安全，防止电力设施外力破坏，仅靠运行和管理部门是无法达到效果的，必须依靠人民群眾的力量，让基层人民了解输电安全的重要性以及外力破坏对经济和人身伤害的严重性，电力系统管理部门可以通过现有的宣传手段和宣传渠道对防外力破坏的重要性进行重点宣传，在易发生事故的地方悬挂标语和警示牌，防止事故的发生。

2.4做好防舞工作

要做好输电线路的防舞工作，应从三方面进行。①做好避舞工作。由于线路舞动通常发生在覆冰以后且风力较大地区，因此在选择输电线路建设地址时，应避免在冬季多风地点和山谷等地方进行，对于线路走向，应顺应冬季主导风向，尽量减少线路舞动。②抗舞工作。抗舞工作不应在线路舞动以后再进行，应不断提升输电线路的电气能力与机械能力强化抗舞功能，如在实际工作中，可以适当的增加杆塔高度使杆塔具有良好的舞动能力，或提升金具耐性，这样即便发生了线路舞动情况也不会出现损害或松动情况。③抑制舞动。要做好抑制舞动工作，应结合防舞机理完成工作，增设抑制舞动装置。如转变输电线路性能，失谐舞就是其典型代表。或提升输电线路系统完成抑制舞动，典型代表有自阻尼线路。这样都是有效防止线路舞动的主要方式。

结语

通过以上研究得知，我国输电线路覆冰事故在近年来频繁发生，给我国人民与经济发展带来严重损失，因此，一定要改变这种情况，减少覆冰危害，确保人们与国家利益。针对这一问题，本文结合我国实际情况给出了一些良性建议，一些措施最根本要点应是预防，只有这样才能有效减少覆冰事故的影响。电力企业在建设输电线路时一定要做好选址工作，不再覆冰事故易发区进行输电线路建设。一旦发生覆冰情况及时采取有效措施加以解决，防止输电线路受损，尽最大能力将损失降到最小。

参考文献：

[1] 丁祖善，马辉，张永，等.浅谈防止输电线路外力破坏事故的对策[J].电力安全技术，2014，16（12）：50-52.

[2] 廖敏敏，陈伟.通信光缆线路中故障点的定位与检测[J].光通信研究，2015，41（1）：26-27.

[3] 肖波，张显，王西伟，等.基于模糊神经网络的小电流接地系统单相接地故障定位研究[J].仪表技术与传感器，2014（3）：65-67

（作者单位：广东电网有限责任公司机巡作业中心）