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输电线路在线监测范文1
中图分类号：TM726文献标识码： A 文章编号：
1组成及工作原理
输电线路在线监测系统采用的是二级网络结构，主要由线上监测装置、线路监测基站以及监测中心组成，线上监测装置包含导线温度监测仪、导线覆冰监测仪等，气象环境监测站以及线路监测基站一般安在杆塔上，监测中心在本部机房。
1.2工作原理
输电线路中的多参数在进行监测时，在硬件接入方法上研究和实现的，监测的参数主要包括设备运行参数与环境运行参数，包括微风振动、导线弧垂、杆塔倾斜、视频、舞动。使用相关监测技术，通过输电线路综合数据平台，对数据展开分析和管理，能够进一步实现对相关数据的趋势分析、调阅以及信息预警等。
2我国目前的输电线路监测技术
2.1覆冰在线监测技术
覆冰在线监测是对导线的覆冰情况进行实时监测，并且能够确保在恶劣的天气环境下对高压输电线路以及变电站绝缘子覆冰情况展开在线监测。这一系统运用精确的监测分析方法与数学模型来对监测数据进行分析，提前对将要发生冰雪灾害的线路进行预测，并向相关的输电线路维护人员发出报警信息。覆冰监测技术的运用，能够有效防止出现断线、冰闪、倒塔、舞动等灾害事故的发生。
覆冰在线监测系统的工作原理是:一方面，对导线倾斜角以及弧垂等相关参数的监测，然后再结合线路参数、输电线路状态方程等进行分析，对覆冰之后载重、覆冰的厚度以及重量等基本技术参数进行计算，接着对覆冰的危险等级进行判定，进而给出除冰信息预警。另一方面，通过对线路拉力的实际情况，来对覆冰的实际状况进行观测。绝缘子串安装拉力传感器，并且实时监测导线在覆冰之后受力的状态，与此同时，还应该及时采集当地环境的湿度、温度与风向等基本参数，将己经采集到的相关信息进行及时收集，然后再汇总到监控中心，经过对数据的分析以及修正，发出输电线路冰情情况预报，进而给出除冰警报川。
2.2杆塔倾斜监测技术
在煤矿采空地区上面矗立的杆塔由于受到自然力、重力等相关因素的干扰，容易出现岩体错位、地面出现裂缝、滑坡等地质方面的灾害，出现煤矿采空区的杆塔倾斜、甚至地基出现变形等情况，这对输电线路的安全性产生了严重的威胁。基于GSM系统，能够对杆塔倾斜装置实现监测，对杆塔的实际倾斜情况展开监测，并发出预警。杆塔倾斜监测已经在220 kV电压等级的输电线路中进行了充分的运用，能保证及时发现杆塔变形以及倾斜等方面的情况，确保输电线路的正常运转。
2.3导线微风振动监测技术
导线微风振动容易导致高压输电线路疲劳断股，微风振动从表面看对输电线路的破坏力低，但是这种破坏的隐蔽性强，并且经过长期累积之后，对高压输电线路的破坏性往往更为严重。输电线路微风监测系统的原理是输电线路导线监测振动仪能够很好的对导线和线夹触点之外的一定距离的导线进行监测，尤其是其对线夹弯曲频率、振幅以及输电线路周围的风向、风俗以及湿度、气温等相关的气象环境参数，充分结合导线本身力学性资料，对输电线路的微风振动的实际水平、输电导线的疲劳寿命等进行分析判断。导线微风振动监测在消除微风振动所带来的危害的同时，还能为输电线路的防震设计提供相关参考。
2.4导线风偏舞动在线监测技术
输电线路的导线风偏舞动在线监测主要由气象采集单元、子站、风偏采集单元以及数据处理系统等组成，气象采集单元与子站一般是安装在相关的杆塔之上，风偏采集单元主要是安装在导线上。气象采集单元与风偏采集单元将采集的气象风偏角、气象参数、气象倾斜角等相关数据，然后再通过无线网络的方式向数据处理系统来进行发送，然后经过数据处理系统来完成对监测数据的处理。导线风偏舞动在线监测系统的使用，能够方便运行部门在特殊情况下制定相关的应对措施，与此同时，也为输电线路设计中充分考虑设定预防水平、气候条件等提供相关的依据。
2.5视频在线监测技术
输电线路的视频在线监测，主要是安装在林区、人口聚居区、交通事故区等地方，对周围的情况进行实时在线监测，及时发现对输电线路产生危害的行为，并对该行为及时进行纠正。输电线路视频在线监测主要是充分利用视频压缩技术、数据传输技术等，能够实时实现对输电线路本体情况及相关环境参数的监测。但是，从当前视频监测的实际运转情况来看，其仍旧存在着数据传输量小、现场视频无法实现自由控制、信号有时出现微弱等方面的问题，但在3G网络、CDMA网络等快速发展的情况下，采用无线传输能够更好的实现输电线路的远程时时监控。
3输电线路在线监测技术存在的问题
3.1在线监测技术标准化问题
从当前输电线路发展的实际情况来看，在线监测技术还处在初级阶段，新技术、新方法也在不断的发展之中，在线监测装置的标准化方面进展缓慢。输电线路在线监测实现监测设备的常态化，然而要判断被监测的设备的检修情况，还需要相关的经验与数据，与此同时，在离线试验和在线监测是否等价，也还需要经过相关大量经验来进行检验。
针对输电线路监测的运转部门当前最关心的是报警值方面的问题，报警值是需要根据当前的运转经验并积极参考相关的设备来安装监测设备，在安装完毕之后，还需要对监测数据的变化规律来进行确定，因此同一种的输电、变电设备由于不同厂家所采用的生产工艺、生产材料等存在一定的差别，很难确定输电线路监测设备的报警值。输电线路在线监测装置的大量使用，在掌握相关的数据变化规律以及实践经验之后，还应该制定不同输电、变电设备的报警值范围。从当前的情况来看，输电线路的监测数据和离线试验之间存在差别，还不能将离线试验的具体标准运用到在线监测数据诊断标准中。
3.2翰电线路在线监测技术稳定性方面的问题
通过大量的实际调查研究发现，输电线路在线监测装置由于传感器、工作电源以及通信等多个方面的原因，其输电线路的稳定性方面还存在问题。输电线路在线监测装置稳定性成为其是否能推广的关键，另外，还涉及到电路设计、传感器技术、无线通信等多个方面的技术性问题。
4结语
总之，从当前我国输电线路在线监测技术的研究情况来看，已经在覆冰在线监测技术、杆塔倾斜监测技术、导线微风振动监测技术、导线风偏舞动在线监测技术、视频在线监测技术等取得了很大的成绩，但是还存在在线监测技术标准化以及输电线路在线监测技术稳定性等方面的问题，仍然需要加以解决。
[参考文献]
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输电线路在线监测范文2
应用模式。通过以上所说的系统进行分析综合，根据输电线路远程监控与故障预警在线监测系统的具体需要，设计出比较完善的输电线路远程监控系统的应用模式体系。通过倾斜角度检验传感器，从而获得输电线路倾斜角度的详细数据；远距离拉力传感器可以测出采集输电线路中所承受的拉力详细数据，振动传感器可以获得输电线路远程监控的振动数据，微气象图远程监控系统可以获得所安装铁塔时的微气象图数据。上述数据都可以通过接入口进行在线监测控制。远程监控中心管理在接收到软件传递数据后，要按照协议对其进行分析、储存和播放。其在线监测控制器在远程监控中起着承上启下的作用，所以重点讲述输电线路远程监控的系统操作。
2故障预警在线监测设计
2.1在线监测控制器设计。在线监测控制器是安装在输电线路铁塔上面的，与各种传感器和通信模式连接方式相同，实现具体数据的采集和上传。故障预警在线监测控制器采用顶端的主板外挂自制器的形式来达成监测功能。通过白色板块与顶端主板系统通信，依据通信模式协议来实行对各监测对象的检验形式，对云台顶端等设备机器的操作方式控制以及对所有外部系统设备的输电线路远程监控管理控制等。距离和倾角等物理学数据直接由传感器经过自变通过总线路与顶端主板相连接。倾斜角度检测则是采用专用的小型芯片自制而成的一体化在线监测控制器来进行检测的技术。
2.2故障预警在线监测系统。在输电线路信号塔上安装远程监控系统，通过各种传感器和变换器以及无线网络的供电，此系统对电量的消耗超大，设计时需要在阴天下进行，这样系统才能正常的工作，所有模块都有耗电性能，所以要经过不断改善减少低消耗且具有稳定性能的设备。
2.3在线监测系统处理器设计。在线监测控制器主处理器设计的主要特点有：存储量大、散热系统好、使用年限较长、开关量的输出性能较好等。在输电线路上添加在线监测系统处理器，会使远程监控的效果发挥到最好。
3故障预警在线监测的系统分析
3.1自动和手动采集数据。故障预警在线监测自动定位时其传输的数据和气象信息都调节到信息中心，调度中心的软件是根据通信系统协议对数据进行解压、储存和数据处理。同时支持手动或自动发出信息数据号召命令，在线监测控制系统接到命令后将返回所需信息数据。为调节中心软件的测试，所提供请求数据拉力及倾斜角度数据、请求输电线移动数据、请求导线温差数据等命令性按钮。
3.2故障预警在线监测存在的现象。通过系统设置拉力距离、倾斜角度、风速、泄漏电流脉总体频率次数、导线路移动幅度、导线路移动频率、泄漏电流脉冲、风偏角度、导线路温差等参数的预警在线监测值，使输电线路在停电之前能够及时进行预警措施。当采用数据出现上述温差参数超长报警时，摄像头会自动将整体图像传输到系统中心内，并且会自动发出声音进行提醒报警。管理人员通过此系统能了解到现场各数据参数和整体图像之后，才能决定是否能采取相应的监测措施，以确保输电线路的自身安全和电力系统的稳定性。
4总结
输电线路在线监测范文3
【关键词】输电线路;杆塔;倾斜在线监测
1.概述
电网安全运行是社会正常运转的重要保障，一旦出现电网事故，将对工农业生产、居民生活造成极大的影响。在各类电网安全事故中，多数都和输电线路的倒塔、断线等有关。输电杆塔倾斜的成因很多，除了大风、洪水、地质灾害外，还和施工质量不过关、地基不均匀沉降、甚至是意外冲撞等，都可能导致杆塔的倾斜。由于输电网络覆盖范围极广，而且数量众多的输电线路杆塔位于城市周边周边、山地、河流等自然环境更为复杂的区域，靠人力来完成对数量庞大的输电线路杆塔、线路的巡检工作效率低下，因此有必要建立起成套输电设备的在线监测，重点针对输电线路杆塔的工况进行监测，对杆塔正常工作关系密切的倾斜、震动、覆冰等工况进行在线监测，为输电线路的安全运行提供帮助。本文将针对输电杆塔运行工况中的倾斜在线监测为对象来展开研究。
2.输电线路杆塔监测概况
输电线路杆塔监测，从原理上是通过在输电杆塔以及其他附属电力设备上安装传感器来获取杆塔运行工况状态，通过对这些监测量的整合分析，来对输电杆塔的运行工况、潜在故障、安全等级等进行评估。
发达国家对输电设备工况的在线监测开展得比较早，建成的监测系统也较为完善。国内在这方面的工作一般都是在事故发生后才进行检修，定期检修和在线状态监测还处于探索阶段。尤其是针对输电线路杆塔的状态在线监测，是在2008年南方冰冻灾害后才引起了足够的重视，并通过国内一些电力研究机构努力，已经取得了初步成果，在部分电网建立了泄露电流监测系统、输电容量监测系统、视频远程监控系统等在线监测系统。
3.输电杆塔状态监测系统组成
从监测数据的完整性角度看，对输电杆塔的状态监测需要对杆塔受迫振动、倾斜状况、杆塔周围气象数据、电缆温度、塔基应力应变等数据进行全方位的监测。而这些监测数据的获取，都需要在杆塔或其附属设备上加装传感器，并在输电杆塔监测区域安装现场中心基站，各类监测数据通过通信模块将数据汇总并传输至电网监控中心，通过在各类专业分析软件来评估监测数据，寻找可能存在的安全隐患，并进行预警，从而保障电力系统的安全运行。
从系统组成的角度看，监测系统由如下部分几个层次构成：
①传感器层含塔身倾斜传感器、塔基电阻应变片、塔身震动传感器、塔身气象传感器等;
②数据采集层数据采集卡板;
③无线传输层;
④现场区域中心基站;
⑤电网监控中心客户端。
鉴于本文的研究对象为输电杆塔的倾斜监测，因此这里只对杆塔倾斜传感器的安装布置参数做必要说明：传感器型号为高精度双轴倾角传感器SCA100T，将倾斜传感器安装在杆塔顶部，当塔身发生倾斜时将导致传感器输出信号的改变，从而获取杆塔的倾斜角度，测量参数范围为：-30度～+30度，分辨率0.002度，单极5伏供电，功耗约为6毫安。其他关于倾斜监测的系统设计下文将予以详述。
4.杆塔倾斜监测系统硬件总体构架
这里所述的硬件是指前端数据采集部分、前端数据处理部分和数据传输部分。由于杆塔倾斜传感器的安装位置都是位于杆塔顶部，因此需要使用无线通信手段，选用GSM通信方式，减少空间距离带来的干扰。但由于输电线路上的杆塔数量庞大，为每个杆塔都配置相应的GSM模块将极大的增加成本。为降低成本但又不影响实际功能的前提下，采用Zigbee短距离无线数据传输技术。Zigbee是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术，具有模块功耗低、简单易用、成本低、通信可靠稳定等特点，可满足杆塔间的通信需要。杆塔之间采用Zigbee通信，而杆塔和控制室之间采用GSM通信，以达到降低成本的目的。系统硬件总体构架如图1所示：
图1 硬件系统总体构架示意图
5.前端数据处理部分硬件系统设计
前端数据处理部分是通过对集到得数据通过模拟电路进行处理，这里需要分为主站和从站两类。主站的硬件组成分为采集部分、转接部分、数据处理和传输部分。其中采集部分包含：温度传感器、倾角传感器、拉力传感器和风速传感器，转接部分包括传感器转换和数据转换两类，数据处理包括RTC、看门狗、模拟基准等，传输部分则包括了Zigbee模块和GSM模块。从站的硬件构成包括采集部分、数据处理部分和传输部分。其中采集部分包括倾角传感器和数据转换模块，数据处理部分和主站类似，传输部分则只包含了Zigbee模块，无GSM模块。
在硬件型号选择方面，系统核心处理器选用8位单片机Atmega64，看门狗选用MAX706芯片，RTC芯片选用飞利浦PCF8583。
6.数据传输部分的硬件设计
数据传输部分的工作是将前端采集到的监测信息通过Zigbee输出给主站，再由主站通过单片机发送给GSM，GSM再将信息发送给中控室GSM接收模块。因此这部分主要是Zigbee和GSM的选型及组网配置。
Zigbee技术本质上是自组网模块技术，通过重新寻找通信对象来对原有网络进行刷新。在本部分的硬件选型时，选用JN5139模块（Jennic公司生产），在主站和从站上都选用该型号的模块，只需在配置时区分主站和从站即可。JN5139模块具有标准的TTL接口，满足即插即用的便利性，对不同拓扑形状的网络适应性好，且具有数据传输速率快，灵敏度高等优点。GSM模块采用嵌入式短信收发模块F2202，无需编码转换，即插即用型号，波特率设置方便。
7.监测系统的试运行
在硬件设计的基础上，通过编制相应的数据处理软件，以可视化方式实现对各类监测数据的展示，展示界面如图2所示。
图2 监测系统运行界面
在系统投入试运行之前，经过了实验室模拟运行阶段，调试存在的问题并进行修正。在投入室外试运行时，应用了GSM卡接受和和传输数据，并将数据在电脑上展示，结果表明该设计方式能够及时的获取输电线路杆塔实时运行状态数据，满足监测需要。
8.小结
输电线路杆塔状态在线监测对于保障输电线路的安全运行关系重大，在本文所述监测系统设计的基础上，还应当进行如下方面的深化：首先是研究数据处理过程中的预警功能，因为现有的监测系统只能被动的给出各杆塔的实时运行数据，还不具备异常数据自动识别和预警功能，因此应当在系统中进一步加入预警功能，以便在监测到杆塔倾斜数据发射管异常后进行报警;其次是研究提高监测系统的抗干扰能力，因杆塔所数量众多，监测传感器运行环境复杂，为了提高监测的实时性和准确性，还应研究更为耐久可靠的硬件设备，以便减少在恶劣条件下监测数据异常的发生几率。
参考文献
[1]章步云，刘中，王仁波.GSM数据传输技术及其在野外实时数据采集监测仪中的应用[J].通信学报，2008（4）.
[2]冯琳.无线传感器网络及ZigBee技术的研究[J].合肥工业大学学报，2006.
输电线路在线监测范文4
【关键词】 弧垂架空导线在线监测
架空导线弧垂是输电线路设计和运行的重要指标,其值大小关系到整个输电线路运行的安全,输电线路的输送容量以及周围环境的变化都可能会导致输电线路弧垂变化,弧垂过大、过小都可能会导致严重的安全隐患。此外,近些年来由于用电负荷增长的需要,许多已有的输电线路为了提高电力输送能力,将导线最高运行允许温度从70°C提高到80°C,这时线路弧垂就成为主要的制约因素[1]。
目前,各大电网公司对架空输电线路弧垂在线监测的研究已进行了多年,并且已经在这方面有所建树,提出了有效的监测方法。本文将先简要介绍弧垂的相关基本知识,再对这些弧垂在线监测方法的原理进行具体描述。
1 弧垂的基本概念
1.1 弧垂的定义
架空线上任一点的弧垂是指该点距两悬点连线的垂向距离[2]。架空输电线路有如下几种弧垂:导线最低点弧垂、档距中央弧垂、导线的最大弧垂。
档距中央弧垂与最大弧垂非常接近,一般可以近似认为,即最大弧垂位于档距中央。因为架空线的最低点可能位于档距之外,计算最低点弧垂有时无实际意义,所以通常所指的弧垂是指架空线的最大弧垂。弧垂是线路设计及运行维护中的重要参数之一,决定了架空线路的松紧程度和线路杆塔的高度,弧垂的大小直接影响到线路的安全稳定运行。
1.2 弧垂的影响因素
架空输电线路弧垂的影响因素有很多,其中主要有导线应力、输送容量、大气温度、风、导线覆冰等[3]。
导线应力是决定弧垂的主要因素,导线的应力变大,弧垂变小。气温的变化,会引起导线的热胀冷缩,进而通过导线的伸缩影响输电线的弧垂,气温越高,导线伸长,弧垂就越大。导线输送容量提高,会导致输电导线温度升高,从而使导线弧垂增大。导线覆冰及大风一方面增加了导线重量,使应力增大,进而影响导线弧垂,另一方面覆冰及大风会引起导线振动,间接导致弧垂增大。
2 垂在线监测的基本原理
2.1 线路的基本方程
在架空输电导线的力学研究计算中,通常忽略导线的刚度而视之为柔性锁链,同时认为导线受均布荷载,这样导线就可用悬链线方程、斜抛物线方程或平抛物线方程来计算。悬链线方程精度最高,但计算繁琐,分析麻烦,本文采用斜抛物线方程计算,虽精度略差但计算较简单,误差在工程允许范围内[4]。利用斜抛物线方程,可求得导线悬挂曲线方程:
(2-1)
其中,为两基杆塔之间的档距,为导线两悬挂点之间的高差,为导线最低点的应力,为导线所受的均布比载值。
在此基础上,下面将讨论弧垂的在线监测方法。
2.2 基于导线张力的弧垂在线监测原理
基于导线悬链线方程,可求得档内的最大弧垂为:
(2-2)
应力定义为单位面积上的荷载,而比载定义为单位长度导线上的荷载折算到单位面积上的数值,同时导线上任意一点处应力的水平分量均等于最低点的应力值,故可以在上式分子、分母中均乘以导线最低点处的横截面积,上式可作如下变换[5]:
(2-3)
其中,为架空导线最低点水平张力,为导线单位长度的自重力。因此,若能对导线张力实现实时在线监测,则可以实时获得导线弧垂值,这个在原理上是可行的,同时也得到了实际应用。
2.3 基于导线倾角的弧垂在线监测原理
式(2-1)对求导,即可得导线各点处的斜率,进而可得各点的倾斜角。经计算悬挂点处导线的倾斜角分别为:
(2-4)
(2-5)
将上面两式带入(2-3)中可得:
(2-6)
或 (2-7)
上式说明线路弧垂值能通过导线悬挂点倾角直接反映,据此,我们可以通过实时测量悬挂点倾斜角来获得导线弧垂值。
2.4 基于导线温度的弧垂在线监测原理
架空导线的线长和弧垂是档距、高差、比载、应力的函数。当气象条件发生变化时,这些参数将会发射变化。气温的升降引起导线的热胀冷缩,使线长、弧垂、应力发生相应变化。揭示架空导线从一种气象条件(第一状态)改变到另一气象条件(第二状态)下的各个参数之间关系的方程,称为架空导线的状态方程。斜抛物线状态方程式如下:
(2-8)
式中,、——分别为两种状态下导线弧垂最低点处的应力;
、——分别为两种状态下导线的比载;
、——分别为两种状态下导线的温度;
、——分别为该档的档距和高差角;
、——分别为导线的温度膨胀系数和弹性系数。
本文暂不考虑导线覆冰及大风等情况,即、均只是导线自重比载,而温度不引起比载变化,对于同一档架空线,导线型号相同,即可认为。对式(2-6)进行分析,对于同一档架空导线,其、、、、均为已知,式中就只剩下应力和温度的关系,而应力可以经截面积转化为导线张力,由此分析可知:通过状态方程式可以求得不同温度下的水平张力值,进而可以通过式(2-3)计算此温度下下导线的弧垂。因此,通过实时监测导线温度来实现弧垂的在线监测,也是可行的。
3 结语
在架空输电线路设计与运行中,弧垂是一个重要指标。然而,弧垂大小与运行负荷和周围气象环境密切相关,任一个因素的变化都可能会造成线路弧垂的变化,过大的弧垂不但会造成事故隐患,也会减小输电线路的热容量,限制了线路的输送能力,对线路运行的经济性和安全性都有至关重要的影响。
目前,国内外专家学者已就弧垂问题进行了多年的研究,将不易直接测量的架空线路弧垂转换到导线张力、倾角、温度等便于直接测量的参量,实现了弧垂的在线监测。本文介绍了弧垂在线监测的基本原理,希望能借此研究开发或者改进得到更加适用于架空输电线路的弧垂在线监测方法及装置,以便大大提高输电线路的正常安全运行水平,并促进挖掘输电线路潜在的输送能力,实现线路的动态增容。
参考文献:
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输电线路在线监测范文5
关键词：无线传感器；网络；高压输电线路；在线监控系统
中图分类号：TM726 文献标识码：A
无线传感器网络技术的发展，实现了对数据的精确采集，获得的信息类型更加多样化，实现了对区域的全方位监控，优势明显，在社会中得到了广泛地应用。我国的高压输电线路分布范围广，经过的区域地形地貌相对复杂，容易对线路造成一定地损害。因此，选用合适的监控网络进行数据的及时传输，是电力发展必须要解决的问题。
1.高压输电线路在线监控系统设计
1.1 系统架构
无线传感系统的应用，主要包括以下几个部分，由传感器节点、监控站点和监控中心构成。在操作中，要严格按照操作规范进行实施，将节点按照要求布置在各个回路导线上。这个过程中，传感器节点主要是进行输电线路的各种监控数据的采集和传输，输送到监控子站，信息包括导线温度、微气象、绝缘子污秽度等数据，涉及到的监控方面类型比较多样，保证信息采集的多面性。监控子站是监控系统中的基本设施建设，一般情况下，安装在传感器节点附近。监控子站将传感器节点采集的信息进行汇集，形成无线多条的网络，将分散的信息集中传输到监控中心，由监控中心集中进行处理。
在实际上操作中，监控子站和传感器节点形成局域网络，主要采用了ZigBee技术，性价比较高，综合效益相对较好。在应用时，能够满足多种类型数据传输的需要，同时提高了数据传输的数量和效率。相对而言，子站的传输速率较高，处理能力相对较强，能够为远距离的传输提供硬件条件。宽带传输速率符合技术要求，传输速度快，应用水平高。本文采用的系统架构类型如图1所示：
1.2 传感器节点的设计
传感器节点是整个监控系统的基本组成单位。传感器节点包括的模块类型较多，主要有电源模块、无线通信模块等。因此，在实际应用中，要按照实际监控的需求进行传感器的选择，例如温度、湿度传感器，泄露电流传感器等，保证数据采集的结果和要求相吻合。在操作中，监控子站发出采集命令传输至传感器节点，选择合适的传感器进行工作，进行相关数据的采集和传输。
1.3 监控子站的设计
监控子站的设计中，可以采用可持续能源进行供电，减少电能资源的消耗量，维持持续正常的供电。在监控子站中，包括多种模块，可以在应用中选择低耗能的芯片，保证工作质量，减少能量消耗。
1.4 监控中心的设计
监控中心执行的工作量多，提供的服务类型比较多样。当监控子站将数据信息传输至监控中心，监控中心要做好数据的储存和处理。工作人员可以对数据进行科学的分析，了解高压输电线路的实时情况，制定有针对地措施进行防范。同时对于已经储存的信息，可以进行相应数据库的建立，为后期工作提供依据，同时也可以为其他部门的工作提供帮助。
2.基于无线传感器网络的高压输电线路在线监控系统的应用
2.1 硬件设施应用
在硬件设施方面，要跟上技术发展的步伐，将先进的设施、构件引入系统的建设中。这个过程中，可以采用CC2530芯片，内部核心应用的8051的微处理器，凭借自身所携带的射频收发器可以实现网络的连接、数据的传输。该芯片体积小，占用空间不多，数据输出速度高、灵敏度和实际的抗干扰性都比较强，应用效果比较理想。同时可以采用DHT21传感器。该设备是复合型传感器，主要涉及温度和湿度两个方面，总体的应用效果比较理想，综合效益较高，简化了工作流程，系统运行省时省力。为了硬件设施的优化，可以采用加速度的传感器，应用比较先进的芯片，检测的方面有所差异，主要进行物体运动方向和角度数据信息的采集，这个过程中，监控中心对该数据的获取，源于信号电压值的突然改变，通过信号的转换，可以清楚得了解线路正常运行中发生的改变，提前进行分析和预防。
2.2 软件系统应用
在系统运行中，可以进行网络工作流程的设置，便于工作正常有序地开展。在监控子站的工作中，首先可以进行系统的开启，对CC2530芯片进行初始化，进行配置信息的读取和低能耗模式，准确读入时间，如果到达规定的时间要求，可以通过无线通线网络进行采集信息的发送。再者到达规定的数据采集时间，需要与传感器节点进行联动工作，将采集到的信息数据进行合理的储存和获取。运行中，对于时间的读取，要按照一定的间隔进行。同时无线通信网络的应用，在一定程度上增加了能耗，在设计中，可以设置程序控制，系统自行进行开关，实现节能的效果。
3.系统连接质量测试
在进行应用的过程中，需要对影响系统运行质量的影响要素进行深入地分析，这个过程中可以采用质量测试的方法，对传感器节点、监控子站进行试验。在进行性能检测的过程中，要做好前期的准备工作，提高监测的效率。数据包的应用，可以有20节点的传感器数据进行构成，在实践中要发送210个数据包，需要在不同的环境中进行检测，例如比较空旷的环境、电磁干扰比较严重的环境、传输中有阻挡物的环境等。在测试中，可以对不同测试环境下的监控子站和传感器节点之间的距离进行改变，对传输质量进行检测，对相关的数据进行全面细致的记录，然后进行数值的读取。
这个过程中，可以进行无线信道模型的应用。该检测模型范围广，能够很好地反映信号强度和通信距离之间的关系。在实际检测中，可以加强该方法的应用，通过相应的公式进行信号强度的计算。通过实际的检测，可以发现型号的强弱与设备所处的环境有关，在比较空旷的场所，遮挡物较少，信息传输质量比较好，而且随着距离的增加，信息减弱的速度比较慢，可以支持远距离的传输，实现有效地传输。在干扰比较严重的环境中，信号质量受到的影响比较严重，信号衰弱的速度加快，影响了远距离通信质量。如果前方遮挡物比较多，信号衰弱的速度将会继续增加，从而影响了正常的系统运行。
在实际检测的过程重，发现模型的应用和具体的测量数值比较符合，该模型可操作性比较强，可以在实际测量中加强该模型的使用广度和深度。另一方面，信号强度的降低与环境具有很强的相关性。需要在线路铺设中，采用合理的措施，对环境问题进行合理地规避，尽量在比较空旷的区域进行设备的建设，远离电磁干扰比较严重、阻挡物比较多的区域，保证系统运行的质量。
4.通信质量的测试
通信质量的水平，是由信号强度决定的，可以通过PRR数值来进行表示。如果数值较高，通信质量相对较好。该数值并不能实时获取，需要参考其他数据。但在实际的测验中，发现该数值与通信距离是密切相关的。当通信距离越长，该数值将会逐渐下降，表示着通信质量也在快速下降。
结语
社会在发展，技术在进步，人们的生活水平不断提高，对相关设施的要求也在不断地改变。高压线路铺设是常见的公共基础设施建设，受外界影响程度较深。在实际操作中，要采用先进的无线传感器网络技术，进行在线监控系统的改进，提高系统运行的质量，对高压线路出现的问题进行及时地改善，减少安全事故的发生机率。
参考文献
[1]赵增华，石高涛，韩双立，等.基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统[J].电力系统自动化，2009，33（19）：80-84.
输电线路在线监测范文6
关键词：架空输配电线路；故障；诊断
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
输配网线路大多呈辐射状，供电半径大，运行环境恶劣，雷电、大风、暴雨、山体滑坡、外力破坏造成的故障发生率较高。故障发生后，由于线长面广，采用以往凭经验，分段、逐段、逐基杆塔检查等传统方法进行排查，费时费力，停电范围大、时间长，很难快速、准确查清，隔离故障区段。同时，由于线路干线长、支线多，大多线路处在山坡、沟壑之上，故障查找过程中人身安全风险系数增大[1]。
1输配电线路故障原因分析
1.1短路故障的原因
产生短路故障的基本原因是不同电位的导体之间的绝缘击穿或者相互短接而形成的。三相线路短路一般有如下原因造成：线路带地线合闸；倒杆造成三相接地短路；受外力破坏；线路运行时间较长，绝缘性能下降等。两相短路故障的原因是：线弧垂大，遇到刮大风导线摆动，两根线相碰或绞线形成短路；外力作用，如杂物搭在两根线上造成短路；受雷击形成短路，绝缘击穿，电路中不同电位的导体间是相互绝缘的。
1.2断路故障的原因
断路是最常见的故障。断路故障最基本的表现形式是回路不通。在某些情况下，断路还会引起过电压，断路点产生的电弧还可能导致电气火灾和爆炸事故。断路点电弧故障：电路断线，尤其是那些似断非断点，在断开瞬间往往会产生电弧，或者在断路点产生高温，电力线路中的电弧和高温可能会酿成火灾。三相电路中的断路故障：三相电路中，如果发生一相断路故障，一则可能使电动机因缺相运行而被烧毁；二则使三相电路不对称，各相电压发生变化，使其中的相电压升高，造成事故。三相电路中，如果零线（中性线）断路，则单相负荷影响更大。线路断路一般有如下原因：配电低压侧一相保险丝熔断；架空输配电线路的一相导线因故断开；导线接头接触不良或烧断；外力作用造成一相断线等[2]。
1.3线路接地故障原因
线路接地一般有如下原因：线路附近的树枝等碰及导线；导线接头处氧化腐蚀脱落，导线断开落地；外因破坏造成导线断开落地。如在线路附近伐树倒在线路上，线跨越道路时汽车碰断等；电气元件绝缘能力下降，对附近物体放电。
2输配电线路故障在线监测技术应用现状
2.1 故障诊断系统概述
故障诊断就是利用各种检查和测试方法，发现系统和设备是否存在故障，而进一步确定故障所在大致部位的过程。系统故障诊断是对系统运行状态和异常情况做出判断，并根据诊断为系统故障恢复提供依据。要对系统进行故障诊断，首先必须对其进行检测，在发生系统故障时，对故障类型、故障部位及原因进行诊断，最终给出解决方案，实现故障恢复。故障诊断的主要任务有：故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等。
2.2 输配电线路故障在线监测技术应用现状
输配电线路故障诊断技术目前主要是借助于专家系统实现输配电线路故障的识别与诊断。专家系统也是目前应用最为广泛和成功的人工智能技术之一。借助于专家系统，提前将输配电线路可能发生的各种类型的故障特征录入专家系统，然后对输配电线路设定门槛值，一旦输配电线路的特征值达到预先设定的门槛值，且某种逻辑关系成立，则系统判定为发生故障，并根据系统预先设定的故障码给出故障诊断结果，这就是专家系统实现故障诊断的基本原理。
3故障指示定位系统各组成部分动作机理
线路故障指示定位系统是用来对配电网中发生单相接地故障区段进行准确指示的一整套系统，由信号注入柜、故障指示器、中继器和监控软件4部分组成。
3.1信号注入柜的基本工作原理
信号注入柜的作用是作为注入电源，产生频率恒定的特殊电流信号以启动悬挂在线路上的故障指示器。信号注入柜的内部主要由整流电路、逆变电路滤波电感、滤波电容以及注入升压变压器等组成，各组成部分的参数均经过严格的计算和选择，以确保获得良好的注入波形和较高的注入效率。电网正常运行时，信号注入柜并不向其注入特殊的电流信号，此时悬挂在输配电线路上的指示器也不动作，表示目前电网并没有发生单相接地故障。
3.2线路故障指示器和中继器的工作原理
线路故障指示器以特殊频率的电流信号作为判据，检测相应的故障指示器是否在电网单相接地的故障区间内。
3.3线路故障实时监控软件
开发的监控管理综合软件平全建立在标准的浏览器－服务器(bro wser/server，B/S)构架上，采用.NET技术、传输控制协议－因特网互联协议(Transmission Control Protocol/Inter-net Protocol，TCP/IP)、UPRS等技术处理来自各个现场的报警信息以及各种管理信息。这些数据通过受理、分析、处理和校验等过程，保证报警信息及时、正确地被记录分析，同时为维护部门提供需要的统计报表等分析数据。数据传输通道采用成熟的UPRS网络，只要有全球移动通信系统(glob-al system of mobile communication，USM)信号的地方，都能实现可靠通信。系统设置1台短信报警服务器，当系统监测到故障时，将自动通过短信服务器向指定人员(可同时多人)发送并记录报警信息[3]。
4实例分析
系统建成后，经过实际运行和对功能的不断完善、改进，取得了预期效果。快速准确的故障诊断、定位，缩短了故障处理时间，提高了供电可靠性。系统运行两年多以来，已经诊断出线路故障17次，故障定位准确率100%。以2011年12月13日20:15:57，某架空输配电线路发生接地为例：发生故障后，系统反映支线区段发生接地故障，并诊断出支线B相接地，同时系统向运行人员发出501支线接地短信，运行人员迅速对支线的FTU开关进行了远程分闸，开关断开后系统显示接地消失，30 min内发现、隔离了故障区段。后经运行人员采用故障巡查装置监测，不到1小时就检测出故障点，故障原因为景区用户电缆爆裂引起接地。由于当时大雪过后，道路不通，如采用以往人员徒步巡查、分段推拉、逐基分组排查确定接地点的方式，预计需要1～2天时间。节约了故障处理成本，降低了故障查找过程中人身安全风险。
在山区地形复杂、路况恶劣，尤其在夜晚、阴雨、大雪、雷季等特殊情况下，按照以往故障处理方式，需与运行班站联动，出动车辆、人力，组织进行全线查巡，不仅费时费力，而且深沟、大山、河流、毒蛇、马蜂等危险源对巡查人员人身安全威胁极大。通过该系统应用，缩小了故障查巡范围，运行班站3～4人就能准确、快速的完成故障的查巡、隔离、处理，缩短了故障处理时间，节约了故障处理成本，降低了人员的安全风险。经对安装前后故障处理对比，现每次处理故障可节约成本约0.5万元。
实现对线路运行状况的监控和统计分析，提高了配网线路的运行监测水平。实现对线路不同区段负荷电流监视（遥测）以及FTU开关工作状态的远程查询（遥信）和控制（遥控），便于运行人员及时掌握线路的运行状态，采集的运行数据为今后电网建设规划和电力需求侧管理提供了准确的数据源。建设投资少，工期短，日常维护工作量小。通过对普通柱上真空开关改造，实现了原有开关的再利用，节约了投资成本，缩短了建设工期。同时利用GSM移动公网、电力线载波相结合方式实现数据传输，有效的降低了运行和维护管理成本。
参考文献：
[1]胡佐. 小电流接地系统单相接地故障模糊选线新方法[J]. 南力电网技术，2008，5(9)：167-168.
