線監(jiān)測系統(tǒng)中電力線路運行應用研究

1、線監(jiān)測系統(tǒng)中電力線路運行應用研究近年來，電力線路運檢科技水平不斷提高，涌現(xiàn)出了各類新型 技術(shù)，為此項工作的開展提供了技術(shù)支持。電力線路運行環(huán)境較為 復雜，增加了巡視檢查的難度，運用舊的技術(shù)，難以保證巡視工作 達標，影響著線路運行檢查的效果。采用的新技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對線 路運行的動態(tài)化監(jiān)測，精準定位運行故障，提高了線路運行檢修工 作的效率，具有推廣應用的意義。1 電力線路在線巡視監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)目前來說，電力線路在線巡視監(jiān)測工作中，主要采取人工巡視 監(jiān)測方式和直升機在線巡視監(jiān)測方式。傳統(tǒng)的監(jiān)測工作中采用的技 術(shù)水平相對落后，極易出現(xiàn)漏失的情況，無法實現(xiàn)在線監(jiān)測以及狀 態(tài)檢修功能的同步。隨著技術(shù)的不斷完

2、善和研發(fā)，提高了在線巡視 監(jiān)測的水平。現(xiàn)結(jié)合在線巡視監(jiān)測實踐，分析采用的關(guān)鍵技術(shù)，進 行如下分析：11 直升機從當前電力線路巡視檢查實際來說，無人直升機的應用，助力 規(guī)模化巡視檢查的實現(xiàn)。以某電網(wǎng)公司研發(fā)的大型無人直升機多傳 感器電力線路巡檢系統(tǒng)為例，實現(xiàn)了超低空和超視距以及低速度線 路巡視檢查，構(gòu)建了通道巡檢模式和精細巡檢模式，具有無人機飛 行航跡點以及檢測任務點的自動化布置，同時支持無人機單側(cè)巡檢 以及雙側(cè)巡檢作業(yè)等，作業(yè)流程如圖 1 所示。從技術(shù)的應用實際來 說，能夠?qū)崿F(xiàn)視距外電力線路巡視檢查過程的可視化，極大程度上 提高了巡視的可靠性。同時能夠同步獲得視頻和光學數(shù)碼相片等， 能夠及時發(fā)

3、現(xiàn)電力線路缺陷以及運行安全隱患，滿足多樣化巡檢工 作的需求。目前來說，無人直升機巡檢模式主要包括精細化線路巡 檢、通道巡檢模式、線路故障巡檢、特殊巡檢模式。例如，通道巡 檢模式的應用，主要是利用三維激光掃描儀以及短焦相機，開展電 力線路走廊三維基本情況的測量以及重建，進而確定桿塔坐標和設 備坐標，同時測量通道內(nèi)部安全距離不充足的缺陷。除此之外，還 能夠發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異常和異常溫度增加等問題。12 無線通信平臺 目前來說，電力線路運維檢修工作中，引入的各類新技術(shù)，需 要通信技術(shù)和其他信息技術(shù)的支持。其中，4G無線通信技術(shù)憑借自 身的成熟度被廣泛應用，能夠輔助電力線路運行狀態(tài)的動態(tài)化監(jiān)控。 使用的在線監(jiān)

4、測系統(tǒng)，使用的裝置包括輸電線路氣象監(jiān)測裝置以及 微風振動監(jiān)測裝置等，圖像視頻監(jiān)控占比很大，能夠掌握線路上設 備運行的基本情況。采取傳統(tǒng)的通信技術(shù)手段，難以實現(xiàn)視頻高效 傳輸，傳統(tǒng)無線技術(shù)的應用面臨著傳輸帶寬問題和信號覆蓋問題， 部分電力公司探索應用58GHz無線通信專網(wǎng)，支持線路監(jiān)控系統(tǒng)運 行的通信傳輸。從技術(shù)的應用效果來說，其具有較強的抗干擾能力， 不易受到氣候變化的影響，同時有著不錯的抗干擾能力。除此之外， 能夠提供在無線通道上信道檢測和路由選擇等各類功能。13 無人機技術(shù) 當前電力線路巡視檢查工作中，無人機技術(shù)的應用較為廣泛。 在實際應用中小型翼無人機和固定翼無人機已經(jīng)實現(xiàn)了實用化巡檢，

5、 為線路運行故障的排查和線路運行維護等工作的開展，提供了有力 的技術(shù)支持，極大程度上降低了線路巡視的勞動強度，有效提高了 線路巡視檢查作業(yè)的效率。無人機技術(shù)的應用特點如下：安全性。 將檢修工作人員從危險崗位替換下來，提高了作業(yè)的安全性和效率。 多途徑通訊。開展電力線路巡視檢查，運用的無人機技術(shù)，實現(xiàn)了多途徑通訊。2 電力線路運行在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用實例21 案例概述以某500kV電力線路為例，線路全長大約為 5533km在桿塔上 設置了智能故障監(jiān)測終端，實現(xiàn)對電力線路運行故障的精準定位。 此電力線路在20XX年7月24日下午3點發(fā)生了跳閘故障，系統(tǒng)故 障相別為C相?，F(xiàn)結(jié)合此故障檢修實踐，分析電力

6、線路在線監(jiān)測系 統(tǒng)的應用。22 監(jiān)測系統(tǒng)記錄和分析故障定位分析：圖 2為智能故障監(jiān)測終端獲得的電流行波圖， 根據(jù)系統(tǒng)的記錄，C相兩個桿塔的工頻電流行波分閘相位角相同， 基于此能夠判斷故障發(fā)生區(qū)域位于I、H變電站之間。通過反射波 精準定位，確定了故障發(fā)生點在 23號桿塔周圍，如圖 2所示。23 故障原因分析 對此次跳閘事故的原因進行判定，主要分析是雷擊故障還是非雷擊故障。在具體實踐中根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)顯示的電流波形，故障發(fā)生 時電流行波波尾時間超過了 40卩s,這和非雷擊特征相符，因此確 定此故障的性質(zhì)為非雷擊。3 電力線路運行在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用總結(jié) 從電力線路巡視檢查角度來說,采用的在線監(jiān)測系統(tǒng),雖

7、然能 夠獲得不錯的成效,但是也存在著許多技術(shù)問題需要克服?，F(xiàn)結(jié)合 無人直升機電力線路智能巡檢寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應用,進行如下 分析：31 旋翼遮擋下的天線跟蹤問題 運用的無人直升機巡視檢查系統(tǒng),衛(wèi)星天線的跟蹤,主要是通 過接收衛(wèi)星發(fā)射的信標信號，按照信標信號功率大小實現(xiàn)跟蹤，進 行天線方位角和俯仰角參數(shù)的調(diào)整；天線的俯仰角以及方位角，主 要是通過安裝在天線上的慣導實現(xiàn)測定。線路巡視時，無人機飛行 期間因為旋翼遮擋很容易造成信號中斷，進而使得天線接收的信號 被中斷，影響著監(jiān)測工作的開展效果。對于上述問題，要做好旋翼 遮擋的解決，同時要提高天線跟蹤的能力水平，可采取以下措施：對使用的微機電系統(tǒng)慣導

8、進行更換，替換為精度較高的光纖慣導。 從應用實踐來說，使用光纖慣導線路巡視檢查系統(tǒng)的姿態(tài)測量精度 能夠達到 005，無人機航向測量精度能夠達到 01，可以達到天 線穩(wěn)定控制精度的需求，進而保證角度測量的精準性。對機載天 線的跟蹤算法，進行相應的優(yōu)化，調(diào)整跟蹤環(huán)路的參數(shù)，保證跟蹤 的穩(wěn)定性。通過算法的優(yōu)化，減少信號中斷情況的發(fā)生，促使記載 天線跟蹤質(zhì)量得以提升。32 通信端機誤碼問題 從系統(tǒng)應用實際來說，機載天線跟蹤趨于穩(wěn)定之后，因為衛(wèi)星通信系統(tǒng)設置的通信端機使用突發(fā)模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送以及接收， 造成了跟蹤速度需要和沒有遮擋的有效時間內(nèi)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)同步。 雖然在設計環(huán)節(jié)基于轉(zhuǎn)速和旋翼寬度等相關(guān)

9、信息模擬旋翼遮擋，在 旋翼遮擋縫隙中實現(xiàn)了突發(fā)通信，不過無人機實際飛行時的情況不 同，需要做好飛行試驗的調(diào)整。通過做好旋翼轉(zhuǎn)動周期和通信端機 軟件的優(yōu)化、參數(shù)得調(diào)整，降低丟包率，避免誤碼問題的發(fā)生，進 而達到通信要求。33 丟星狀況下應急處置和安全巡視檢查 對使用的通信系統(tǒng)做好相應調(diào)試以及改進，提升其整體性能，保證電力線路巡視檢查工作的有序開展。因為線路所處的環(huán)境較為 復雜，飛行時可能會發(fā)生丟星的情況以及衛(wèi)星通信中斷情況。無人 機經(jīng)過長期飛行或者大幅度飛行等，衛(wèi)星信號都會受到極大的干擾 或者衰減。通常來說，除了衛(wèi)星通信裝置發(fā)生故障外，丟星情況不 會持續(xù)過久，多能夠自動恢復。若為偶爾型通信中斷，那么采用以 下應對措施：做好事前巡檢工作。例如，采取任務優(yōu)先模式，當 發(fā)生短時間信號中斷的情況，無人機依舊按照制定的計劃方案巡視 檢查；若出現(xiàn)長時間通信中斷的情況，那么需要返航到起降點。 引入相應的通信系統(tǒng)保證飛行時的通信安全。例如，配置高清直通 鏈路，將衛(wèi)星通信以及直通鏈路相互備用，無人機飛行控制計算機 基于信號強度自動化切換，進而保證通信的連續(xù)性和可靠性。結(jié)合 實際情況，采取系列把控措施，