桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)可行性研究報告

1、桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)可行性研究報告 邯鄲奧瑞電子科技公司 目錄 一、項目的必要性 1. 二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀 1. 三、主要內(nèi)容 3. 四、項目預(yù)期達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 6. 五、項目可行性分析 8. 六、項目技術(shù)特點(diǎn) 1.1. 2 一、項目的必要性 我國地理分布廣泛， 地質(zhì)條件復(fù)雜多樣， 輸電線路又基本上都采 用架空線路，由于線路架設(shè)在空中，需要承受自重、風(fēng)力、暴雨和冰 雪等機(jī)械力的作用和風(fēng)沙等有害氣體的侵蝕，運(yùn)行條件十分惡劣。 當(dāng)輸電線路經(jīng)過煤炭開采區(qū)、軟土質(zhì)地區(qū)、山坡地、沙漠地帶、 河床地帶等不良地質(zhì)區(qū)時， 在自然環(huán)境和外界條件的作用下， 桿塔基 礎(chǔ)時常會發(fā)生滑移、 傾斜、沉降、開裂等現(xiàn)象

2、， 從而引起桿塔的變形、 桿塔傾斜、甚至倒塔斷線。桿塔傾斜將造成桿塔導(dǎo)地線的不平衡受力， 引起桿塔受力發(fā)生變化， 造成電氣安全距離不夠， 影響線路正常運(yùn)行。 倒塔斷線將使供電線路陷于癱瘓， 嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)生活， 造成巨 大損失。 在桿塔傾斜現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的初期， 巡線人員很難用肉眼觀察到微 小的變化。目前迫切需要使用智能化的數(shù)據(jù)監(jiān)測裝置對輸電線路桿塔 傾斜進(jìn)行在線監(jiān)測與故障診斷，及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時排除故障，以提 高輸電線路運(yùn)行的可靠性。 桿塔傾斜監(jiān)測可以實(shí)時監(jiān)測桿塔傾斜情況， 及時了解運(yùn)行桿塔的 安全、可靠狀況，根據(jù)傾斜監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢，對超標(biāo)桿塔傾斜狀況 及時進(jìn)行多種方式預(yù)報警， 指導(dǎo)檢修

3、和維護(hù)， 提醒運(yùn)行維護(hù)人員加固 地基，防止倒塔事故發(fā)生。 二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀 隨著電網(wǎng)建設(shè)的加速和市場經(jīng)濟(jì)的推進(jìn) , 電力企業(yè)為避免由定 期預(yù)防性試驗(yàn)及定期檢修對設(shè)備檢修“過渡”或“漏失”而引起的 運(yùn)行可靠性降低和經(jīng)濟(jì)損失 , 迫切需要以輸變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測 與診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修 , 以預(yù)防和減少事故的發(fā)生 , 提高電 力系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。 國外較早開展了輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的研究 , 美國最早開展 以在線監(jiān)測為前期的狀態(tài)檢修工作 , 日本也是從 20 世紀(jì) 80 年代開 始對電力設(shè)備實(shí)施以狀態(tài)分析和在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修 , 而歐 洲很多國家也采用狀態(tài)檢修來提高檢修效率

4、。 國外統(tǒng)計資料表明 , 在 實(shí)施狀態(tài)檢修后，一般可使設(shè)備大修周期從 35年延長到68年, 甚至10年，并且12年即可收回實(shí)施狀態(tài)檢修所增加的投資。 應(yīng)該 說, 國外在狀態(tài)檢修技術(shù)研究與實(shí)踐應(yīng)用方面都已取得了顯著成績。 據(jù)美國電力研究院診斷檢修中心的統(tǒng)計表明， 實(shí)施狀態(tài)檢修提高設(shè)備 利用率在 5 %以上，節(jié)約檢修費(fèi)用 25 % 30 %。 我國開展?fàn)顟B(tài)檢修起步較晚 , 原水電部 1987 年頒布的 SD230 1987發(fā)電廠檢修規(guī)程 指出, 應(yīng)用診斷技術(shù)進(jìn)行預(yù)知維修是設(shè)備 檢修的發(fā)展方向。 他們將自己國家成熟或試運(yùn)行的各類在線監(jiān)測設(shè)備 推向中國市場 , 國內(nèi)清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、武漢大學(xué)、武

5、漢高壓 研究所等科研單位陸續(xù)開展了輸電在線監(jiān)測技術(shù)的研究, 并在 2000 年之后研發(fā)了具有完整功能的輸電線路在線監(jiān)測技術(shù), 其中 , GSM 的普及應(yīng)用在很大程度上促進(jìn)了該技術(shù)的迅速發(fā)展， 有效解決了遠(yuǎn)距 離數(shù)據(jù)傳輸問題。 由于缺乏市場能力和足夠的資金， 無法將研制的成 果批量產(chǎn)業(yè)化， 導(dǎo)致我國目前成為全球輸電線路在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng) 需求最大的市場。 最近幾年 , 隨著高新技術(shù)企業(yè)的發(fā)展 , 國內(nèi)出現(xiàn)了 一些專業(yè)的在線監(jiān)測技術(shù)生產(chǎn)廠家， 他們在積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)的 同時，立足我國電力國情，開發(fā)了一系列輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)，有 效提高了現(xiàn)有輸電線路的運(yùn)行安全水平。 對此我公司依托武漢大學(xué)在研

6、發(fā)桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)時， 取得 了較好的成果。 該系統(tǒng)不僅對桿塔傾斜程度進(jìn)行監(jiān)測， 還對其傾斜方 向進(jìn)行監(jiān)測，在此我們還使用了“空間偏轉(zhuǎn)動態(tài)精密監(jiān)測技術(shù)” 。 三、主要內(nèi)容 輸電線路桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)， 能夠?qū)Ω邏哼\(yùn)行中的桿塔進(jìn)行 全天候的在線、有效地監(jiān)測。主要由三部分組成，包括傾角監(jiān)測儀、 線路監(jiān)測基站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)測中心（遠(yuǎn)程監(jiān)測中心） 。當(dāng)?shù)乇O(jiān)測中心只設(shè) 置一個，能同時滿足多個現(xiàn)場的不同監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的處理和分析。 傾角監(jiān)測儀將采集到的桿塔傾斜角等數(shù)據(jù)發(fā)送給線路監(jiān)測基站， 基站 再將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程的監(jiān)測中心， 后臺系統(tǒng)綜合分析監(jiān)測數(shù) 據(jù)，判斷桿塔傾斜發(fā)展趨勢，為線路運(yùn)行和設(shè)計部門提

7、供實(shí)際依據(jù)， 當(dāng)桿塔傾斜角度出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)能夠及時將預(yù) / 告警信息發(fā)送給線 路運(yùn)行負(fù)責(zé)人，使其對線路運(yùn)行狀況予以關(guān)注或采取相應(yīng)處理措施， 減少因桿塔傾斜而引發(fā)的事故，同時協(xié)助運(yùn)行部門查找桿塔故障點(diǎn)， 指導(dǎo)檢修和維護(hù)，對防止電網(wǎng)事故的發(fā)生具有重要意義。 3.1 技術(shù)線路 1、系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由傳感器、前置機(jī)和后臺服務(wù)器三部 分組成。 系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)， 由傳感器、 前置機(jī)和后臺機(jī)三部分組 成。傳感器完成對監(jiān)測設(shè)備的測量， 將信息量送到前置機(jī)進(jìn)行集中分 析、顯示以及告警，并將數(shù)據(jù)上傳到后臺機(jī)進(jìn)行全面的監(jiān)視和分析。 這種結(jié)構(gòu)不僅使整套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常清晰和簡潔， 也使得各子系統(tǒng)功 能

8、完整獨(dú)立， 任何一個監(jiān)測單元異常不會影響其它設(shè)備正常工作。 采 用統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口規(guī)范，大大提高了系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性。 2、在線監(jiān)測的就地化 實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的現(xiàn)場實(shí)時檢測， 這是在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)測量高精確性和高可靠性測量的重要保證。 3、在線監(jiān)測的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 就地智能監(jiān)測單元通過獨(dú)特的傳感器和先進(jìn)的數(shù)字信號處理技 術(shù)得到設(shè)備狀態(tài)參數(shù)， 采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)字化 信息， 避免了模擬小信號的距離傳輸， 這是本項目實(shí)現(xiàn)高精確性和高 可靠性測量的另一保證。 4、測量的準(zhǔn)確性和可靠性 由于實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在線監(jiān)測的就地化和數(shù)字化， 從而保證了在線監(jiān) 測系統(tǒng)有高度的測量準(zhǔn)確性和可

9、靠性， 為故障診斷系統(tǒng)提供了堅實(shí)的 基礎(chǔ)。 5、系統(tǒng)的可維護(hù)性 由于采用了先進(jìn)的總線網(wǎng)絡(luò)和模塊化的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計， 使得在線 監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝、調(diào)試及維護(hù)非常簡便 3.2主要設(shè)備的材料 序號 設(shè)備名稱 1 傾角監(jiān)測儀 2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊 3 太陽能板 4 充電控制器 5 電池 6 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊 7 手機(jī)卡 8 前端設(shè)備配套安裝固定夾具 9 接收基站 10 后臺軟件 3.3本項目實(shí)施的階段目標(biāo) 1、實(shí)時監(jiān)測桿塔傾斜情況； 2、具有后臺顯示和分析功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的分析對比; 3、通過現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)完成對在線監(jiān)測單元的管理和控制； 4、可在辦公桌上實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測、狀態(tài)診斷和優(yōu)化決策； 5、及時發(fā)

10、現(xiàn)輸電線路運(yùn)行故障，提前消除潛在缺陷，避免突發(fā)事故 停電，系統(tǒng)供電更加安全可靠所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益； 6、實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理自動化、科學(xué)化和智能化，節(jié)省不必要的定期計劃 檢修所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。 四、項目預(yù)期達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 4.1 通過實(shí)施該項目，預(yù)期達(dá)到以下的技術(shù)指標(biāo) 使用范圍：10KV-1000KV的輸電線路中運(yùn)行桿塔的在線狀態(tài)監(jiān) 測； 10KV-1000KV的變電站中運(yùn)行桿塔的在線狀態(tài)監(jiān) 測； 監(jiān)測數(shù)據(jù)：沿線路方向傾斜角和垂直線路方向傾斜角； 線路方向角度測量范圍：一90+ 90; 線路垂直方向角度測量范圍：90+ 90; 測量精度： 0.01 ; 監(jiān)測單元工作環(huán)境溫度：-40 C+85C;

11、監(jiān)測單元工作環(huán)境濕度：不大于 98RH; 低功耗：整機(jī)功耗 3mA; 通訊方式：GSM/GPRS/CD無線通信； 監(jiān)測主機(jī)電源：太陽能+蓄電池； 監(jiān)測主機(jī)無陽光情況下可連續(xù)運(yùn)行時間：30天; 防護(hù)等級： IP65 ； 軟件系統(tǒng)：終身免費(fèi)升級。 4.2 經(jīng)濟(jì)效益 1、直接經(jīng)濟(jì)效益 桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)投運(yùn)后 , 可以取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會 效益。由于提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，實(shí)現(xiàn)了少停電、多供電，便于 實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修， 減少因年度計劃預(yù)試小修而造成的重復(fù)性停電； 可以 在不停電狀態(tài)下，進(jìn)行輸電線路監(jiān)測。 一般情況下， 每條輸電線路每年可多供電量約數(shù)千萬千瓦時， 節(jié) 約巡線的差旅、臺班費(fèi)約幾十萬元，

12、 若全面推廣使用，效益難以估量。 2、間接經(jīng)濟(jì)效益 （ 1）提高供電可靠性 采用桿塔傾斜在線監(jiān)測，能發(fā)現(xiàn)人工很難用肉眼觀察到的桿塔 傾斜微小變化，幫助運(yùn)行部門及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時排除故障，從而提 高輸電線路運(yùn)行的可靠性。 （2）提高人身和設(shè)備安全 通過輸電線路在線監(jiān)視技術(shù)的實(shí)施減少了大量的停電檢修和帶 電檢修工作量，減少了發(fā)生人身事故的機(jī)率。原來的巡視，需要人員 定時到線路進(jìn)行，且輸電線路都在地質(zhì)條件比較惡劣的地方， 還有在 天氣條件比較惡劣的情況，工人很疲勞，在實(shí)際工作中，發(fā)生人身事 故的險情在系統(tǒng)內(nèi)時有發(fā)生。采用輸電線路在線監(jiān)視技術(shù)減少了人員 定時巡視的需要，對確保人身安全和設(shè)備安全十分有利

13、。 五、項目可行性分析 5.1安裝工作位置 桿塔傾斜監(jiān)測儀安裝在桿塔的橫擔(dān)上 5.2系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境 環(huán)境溫度 -25 C +45 C 工作溫度 -40 C +85 C 相對濕度 5%RH 100%RH 大氣壓力 550hPa1060hPa 5.3系統(tǒng)組網(wǎng)圖 z= 二匸一 IKiM蠱器 客戶端 爍汁分析軟件系統(tǒng) 段據(jù)通疳復(fù)塊壯州牡用1技務(wù)翳 桿塔悔斜監(jiān)甌牧 桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng) 1、通訊方式：采用GPRS/CDM無線通信方式傳輸數(shù)據(jù)。 2、供電方式：采用太陽能供電方式。 電源部分包括太陽能電池組件、鋰電電池、充放電控制器。有陽 光時，系統(tǒng)由太陽能供電并對蓄電池充電， 鋰電電池?zé)o陽光使用的供 電時間

14、在30天以上，蓄電池使用壽命為5年以上。 3、運(yùn)行方式：系統(tǒng)可米用自動米集方式或者受控米集方式。 (1) 工作原理 系統(tǒng)由三部分組成，分別是現(xiàn)場桿塔傾斜角采集終端，后臺服務(wù) 器和管理人員客戶端?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端將實(shí)時采集到的現(xiàn)場桿塔 傾斜角等數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼， 利用無線通信方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服 務(wù)器。 (2) 工作過程 遠(yuǎn)程桿塔傾斜角采集監(jiān)控終端有兩種工作模式， 一種是自動 (報 警)工作模式，它根據(jù)預(yù)先設(shè)定報警工作模式進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，然 后自動將采集數(shù)據(jù)上傳到后臺服務(wù)器上， 客戶端可以連接上服務(wù)器下 載監(jiān)測數(shù)據(jù)；另一種工作模式是受控工作模式，這種工作模式下，遠(yuǎn) 程數(shù)據(jù)采集終端一直等待客戶

15、端發(fā)送采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的命令或者其它 控制命令，只有接收到控制命令，它才會進(jìn)行相應(yīng)的動作，這種模式 可用于客戶即時獲取現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和實(shí)時設(shè)置工作狀態(tài)。 5.4 推廣應(yīng)用前景 桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)屬于前沿技術(shù)， 項目實(shí)施后， 可從技術(shù)上 保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行， 也極大地提升了線路運(yùn)行管理水平， 為線路的 巡視及狀態(tài)檢修開辟一條新的思路，有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效 、人 益。 隨著智能化電網(wǎng)的發(fā)展和業(yè)內(nèi)大力的推廣， 輸電線路在線監(jiān)測系 統(tǒng)處在逐步發(fā)展和升溫階段中，相信不久將會達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水 平。 六、項目技術(shù)特點(diǎn) 6.1 桿塔傾斜監(jiān)測裝置特點(diǎn) （1）具有加電自啟動或定時啟動監(jiān)控系統(tǒng)功能； （ 2）具

16、有在線自診斷功能； （3）具有實(shí)時、即時或定時采集現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)功能； （4）具有終端設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測功能； （5）具有將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖司C合分析軟件系統(tǒng)功能； （ 6）具有時間同步功能，能接收綜合分析軟件系統(tǒng)的對時命令，每 天對時一次，誤差不大于 5s； （ 7）具有自動報警功能； （8）數(shù)據(jù)暫存功能，可以在通訊異常時能存儲 3 天以上的數(shù)據(jù)； （9）設(shè)備內(nèi)置OS系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧； （ 10）設(shè)備采用休眠、待機(jī)、定時傳輸相結(jié)合的低功耗模式設(shè)計； （11）數(shù)據(jù)采集前端采用多層屏蔽、抗干擾、抗雷擊技術(shù)； （12）測量精度高； （13）基于移動通信網(wǎng)絡(luò)TCP/ZP方式對后臺通信；

17、（14）可授權(quán)相關(guān)人員用手機(jī)參與系統(tǒng)管理； （15）支持用手機(jī)遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)； （ 16）具有適當(dāng)?shù)慕涌?，供本地調(diào)試； （17）只要有GPRS CDMA通訊網(wǎng)絡(luò)的地方均可使用、不用自建、維 護(hù)通訊網(wǎng)絡(luò)，通訊距離不受限制； （18）整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝方便快捷； （19）安裝后不會對線路自身結(jié)構(gòu)特性和后期運(yùn)行維護(hù)造成安全隱 患。 （20）在濱海地區(qū)臺風(fēng)比較多的地方，可以裝上風(fēng)速傳感器。將風(fēng)速 作為一個參數(shù)， 畫出風(fēng)速隨時間變化的曲線， 與傾角隨時間變化的曲 線顯示在同一個坐標(biāo)系中?？梢郧宄乜闯鲲L(fēng)速對傾角的影響。 6.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)特點(diǎn) （1）具有實(shí)時、定時自動接收監(jiān)控裝置采集的監(jiān)測數(shù)

18、據(jù)功能； （2）具有遠(yuǎn)程設(shè)置數(shù)據(jù)采集密度功能； （3）具有遠(yuǎn)程設(shè)置視頻數(shù)據(jù)采集方式功能 （自控或受控方式 ） ； （4）具有自動采集時間，并能向監(jiān)控裝置發(fā)送對時命令功能； （5）具有終端設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測功能。 （ 6）具備報警提示功能；多種報警方式，報警信息發(fā)送到相關(guān)人員 手機(jī)上（多部手機(jī)） ； （7）報警提示信息將提供報警測點(diǎn)的準(zhǔn)確地理位置、測點(diǎn)名稱以及 本次報警的詳細(xì)時間，同時在平面圖上測點(diǎn)所在位置變成紅色； （8）具有設(shè)備管理功能和存儲服務(wù)功能； （9）本系統(tǒng)軟件平臺能夠同時在 B/S及C/S方式下工作； （ 10）多方式遠(yuǎn)程監(jiān)控：遠(yuǎn)程 WE、B 客戶端系統(tǒng)控制； （ 11）對監(jiān)測的數(shù)據(jù)

19、進(jìn)行統(tǒng)計、分析和輸出，根據(jù)需要選擇不同的測 點(diǎn)、不同的時間段，將數(shù)據(jù)以各種報表、統(tǒng)計圖、曲線等方式顯示出 來； ( 12)可根據(jù)其歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)可作出趨勢圖， 來推斷桿塔傾斜 的發(fā)展速度與趨勢，確定桿塔傾斜周期變化的規(guī)律； (13) 具有無限擴(kuò)展功能； (14)各地市局的監(jiān)控中心與省公司監(jiān)控中心采用 LAN方式組網(wǎng)，省 公司監(jiān)控中心可以直接調(diào)用各地市局監(jiān)控中心監(jiān)測的數(shù)據(jù)， 了解桿塔 運(yùn)行情況； ( 15)可以從其它 MIS 系統(tǒng)進(jìn)行接口； ( 16)操作簡單，界面美觀； 目錄 一、項目的必要性 1. 二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀 1. 三、主要內(nèi)容 3. 四、項目預(yù)期達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 6. 五、

20、項目可行性分析 8. 六、項目技術(shù)特點(diǎn) 1.1. 目錄 第一章 總論 錯誤！未定義書簽 1.1 項目概要 錯 誤！未定義書簽 1.2 可行性研究報告編制依據(jù) 錯 誤！未定義書簽 1.3 綜合評價 錯 誤！未定義書簽 第二章 項目背景及必要性 錯誤！未定義書簽 2.1 項目建設(shè)背景 錯 誤！未定義書簽 2.2 項目建設(shè)的必要性 錯 誤！未定義書簽 第三章 建設(shè)條件 錯誤！未定義書簽 3.1 項目區(qū)概況 錯 誤！未定義書簽 3.2 項目建設(shè)條件優(yōu)劣勢分析 錯 誤！未定義書簽 第四章 市場分析與銷售方案 錯誤！未定義書簽 4.1 市場分析 錯 誤！未定義書簽 4.2 銷售策略、營銷方案和模式 錯 誤！未定義書簽 4.3 風(fēng)險分析 錯 誤！未定義書簽 第五章 項目建設(shè)方案 錯誤！未定義書簽 5.1 建設(shè)任務(wù)和規(guī)模 錯 誤！未定義書簽 5.2 建設(shè)規(guī)劃和布局 錯 誤！未定義書簽 5.3 工藝（技術(shù)）方案 錯 誤！未定義書簽 5