输电线路在线监测系统的信息传输技术

王巨峰

【摘 要】随着我国电力行业的不断发展，人们对于输送电稳定性和可靠性需求也在不断提升，如何确保电能稳定安全的输送，已是當下电力行业发展面临的重大挑战。同时也是电力行业实现科技化和现代化发展必须要解决的问题。基于此，为进一步确保电力运输安全与稳定，实现对输电线路随时进行监测和检修很有必要，从而有效保证电力系统的安全畅通性，还可以节省部分不必要的维修费用，对我国电力行业未来实现可持续发展具有重要的影响意义。

【关键词】输电线路；在线监测系统；信息传输技术

1实施电力系统输电线路监测的重要性

电力系统集发电、输电、变电、配电等功能于一身，而输电线路安全稳定则是确保上述功能实现的前提。但实际上，由于输电线路具有输电距离长、布局范围广、承载电能需求呈多样性变化、布局环境复杂等特点，因此很容易受到外界因素的干扰，象雷电、暴雪、冰雹等天气因素干扰，还有地震、山洪等自然灾害的干扰。上述对于电力系统的输电线路运行均会产生严重的影响，同时还会对线路本身造成不可逆转的损坏，引发输电安全问题。其中最为典型的问题便是会造成输电线路舞动，在强大的风力及严寒的影响下，线路舞动会产生强大机械振动能量，不仅会对线路自身产生严重危害，使得线路不堪重荷发生断裂，同时也会对杆塔、金具、绝缘子造成强烈冲击，使其产生疲劳损害。另一方面，我国的用电分布并不均匀，各地区用电量具有一定的差异性，尤其是在高峰时段，电力系统输电线路需要面对的压力更大，一旦出现线路故障问题，将会对电力系统供电安全造成严重影响。基于此，做好电力系统输电线路的监测与检查显得尤为重要。通过对输电线路的运行状况进行密切监测，从而能够第一时间发现线路故障，及时进行维修，可有效避免输电线路问题进一步恶化，造成重大安全事故，为人们的日常用电提供有力的保障。

2输电线路状态监测通信传输网络的设计

2.1通信传输架构的演进

在输电线路状态监测通信传输网络中，主要利用传感器、监控器等实现终端信息的仪器构成过程层的通信传输网络，具有通信面较广与信息类型较为复杂的特点，对通信传输的安全性、可靠性以及实时性要求较低，对资产管理类终端的可移动性要求则较高。输电线路状态监测通信传输网络的间隔层主要用来汇集间隔过程的所有实时数据，并完成信息数据传输的承上启下。因此，通信传输网络的间隔层要求迅速且同时完成与过程层和站控层的网络通信传输。在通信传输网络中，站控层是该区域变电站控制中心与远端的变电站控制中心以及电力企业的设备管理中心构成的通信传输核心网络。在实际应用中，站控层主要利用光传输网或数据网完成信息的交换与传输。在输电线路状态监测通信传输网络中，过程层、间隔层以及站控层中的通信传输设备形成逻辑上与物理上的树状拓扑，逻辑结构较为单一，信息数据的流向为终端到主站的纵行方向。

2.2通信传输网络结构的设计

输电线路状态监测通信传输网络的建设主要应用汇聚交换机、接入交换机、主IEDCAC、主IEDCMA、主IEDCAG以及IED设备。在设备连接操作中，采用稳定性较高的树状拓扑结构，可有效避免产生广播风暴，属于较常使用的连接结构方式，同时能够增强通信传输网络的扩展性，方便实施故障的隔离，整体提升通信传输网络的可靠性。在逻辑网络的构建上，不再仅仅使用树形一点对多点的层级结构，而是采用全互联、扁平式的网状网络进行连接，能够对通信传输网络中的主IED设备实施分布式布置，为数据的存储与计算提供一点对多点的网状通信支持。

2.3输电线路状态监测通信传输网络的设备选择

在输电线路状态监测通信传输网络建设过程中，可使用OSI七层体系结构中的路由设备、交换设备以及传输设备组成通信设备。其中，路由设备应选用稳定性与可靠性较好的路由器。鉴于路由器的网络协议较为复杂、数据信息传递与交换效率相对较低、网络配置灵活程度较差，需要加设DHCP服务器或DHCP中继等辅助设备，促进功能的实现。交换设备的优势在于数据信息的传输与交换效率相对较高，通信协议较为简单，且宽带的使用率较高。此外，通信传输网络的可控性较差，需利用快速生成树协议、生成树协议以及IEEE802.1P补充协议实施调整。以基于SDH的多业务传输平台与同步数字体系网络为代表的传输设备，具备带宽较高、时延程度低且安全性能较好的优点，但其对资源的利用率较低，并不适合接入网。

3输电线路在线监测技术的实际应用

3.1氧化锌避雷装置在线监测技术

现阶段氧化性避雷装置在新监测技术主要技术手段有基波法、补偿法、数字谐波法、温度测量法等。实时监测现场设备，定时监测设备周围环境变化及MOA泄露电流值，通过信号传递系统传输至监控中心，采用专家分析软件判断氧化锌避雷装置运行状态及自身性能。输电线路可视远程监控系统：可视远程监控系统主要为静止图像和录制视频，由于受到监测设备分机电源功率、通讯设备种类、以及投入成本限制，一般会采用静止图像来对现场实际情况进行分析判断。

3.2输电线路防盗系统在线监测

输电线路防盗系统早期应用的是声控探测、红外线探测等技术。随着科技的进步现阶段线路防盗系统采用了新型的杆塔防盗报警装置，这种装置采用的技术手段是微波感应式防盗系统。微波感应式防盗系统由监测分机、监测中心以及监测巡检人员三部分构成。变电站中每个杆塔均会安装独立的监测分机，监测分机可以实时监测杆塔的情况以及周围环境中移动物体状态，由此来确定被盗窃杆塔的位置、时间，以便于巡检人员及时到达现场处理。

3.3输电线路覆冰情况在线监测

目前线路覆冰监测技术主要有两种：一种是采用现场图像来分析判断线路覆冰情况；二是根据监测到的数据来计算，然后和设计参数比较进而给出判断。输电线路动态增容及温度变化在线监测：输电线路增容方式主要有动态监测增容和静态提温增容。静态提温增容需要假设符合技术规程的前提下环境温度+40℃，导线上的风速和日照强度仍符合技术要求，这就将导线的温度提升至80～90℃，从而提高导线输送的能量。动态监测增容是在线路上安装监测设备，利用监测分机对导线自身状态以及外界环境进行监测，根据所得参数计算线路载流量的极大值，进而实现线路输送能量的最大化，这种方法不需要突破现行技术规定。

3.4输电线路绝缘子污秽在线监测

绝缘子污秽在线监测是由在设备上安装监测分机，利用监测分机实时、定时监测绝缘子表面泄露的电流量，并将监测到的数据通过通信系统传至监控中心，利用专家软件系统对数据进行分析。

结束语：综上所述，输电线路安全稳定性在电力系统中的作用非常重要，其有效保证了电力系统功能的实现，为人们提供了更为安全、稳定的电力供应。因此必须要做好其在电力系统输电线路的监测与检查，结合实际情况做好对检测与检查方法的应用，从而有效保证电网输电线路的输电稳定性，保持输电系统的平稳性，为人们生产用电和生活用电安全提供有力的保障。

参考文献：

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（作者单位：国网辽宁大连供电公司）