覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

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1、覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用西安同步電力技術(shù)有限公司陳紅賓說(shuō)明：本文章所有圖片未經(jīng)西安同步電力公司許可，嚴(yán)禁任何單位、個(gè)人私自引用，否則將追究相應(yīng)法律責(zé)任。1、系統(tǒng)概述隨著氣象條件的變化，外界環(huán)境中輸電線路的外荷載也隨之變化，起主要破壞作用的外荷載是覆冰和大風(fēng)，其中覆冰對(duì)輸電線路最有破壞力。2008年1月全國(guó)范圍電網(wǎng)因覆冰遭遇了一次前所未有的災(zāi)害，110千伏~500千伏線路此次因?yàn)?zāi)倒塔共8188基，停運(yùn)電力線路共39384條，停運(yùn)變電站共1995座，貴州省于2008年1月29日21時(shí)正式宣布全省進(jìn)

2、入大面積一級(jí)停電事件應(yīng)急狀態(tài)，數(shù)十位線路工人為搶修電網(wǎng)而獻(xiàn)出了最寶貴的生命……這次冰害的特點(diǎn)是范圍廣，波及省份多，強(qiáng)度高，覆冰厚度大大超高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。如何采取相應(yīng)積極的措施，提高電網(wǎng)預(yù)知和抗擊嚴(yán)重自然災(zāi)害的能力，早在2005春節(jié)年湖北、湖南兩省遭遇冰災(zāi)時(shí)華中電網(wǎng)公司已下達(dá)了編號(hào)為KJ2005-0102-51500kV輸電線路覆冰在線監(jiān)測(cè)裝置研究的科技項(xiàng)目。項(xiàng)目下達(dá)后，華中電網(wǎng)公司、湖北超高壓輸變電公司、西安同步電力技術(shù)有限責(zé)任公司組成了項(xiàng)目科研攻關(guān)小組，在中南電力設(shè)計(jì)院的協(xié)助下啟動(dòng)了項(xiàng)

3、目的研發(fā)。2005年底研制成功并在500kV雙樊線掛網(wǎng)運(yùn)行，于2006年12月17日在武漢組織召開(kāi)了鑒定會(huì)，鑒定委員會(huì)最終鑒定結(jié)論“該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的輸電線路覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，功能齊全，性能可靠，能滿足輸電線路覆冰在線檢測(cè)要求，該成果處于國(guó)際領(lǐng)先水平”。輸電線路覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)輸電線路的現(xiàn)場(chǎng)主要狀態(tài)數(shù)據(jù)（覆冰綜合荷載、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、絕緣子串搖擺角、絕緣子串平移角、桿塔傾斜角）進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)并采用GSM通訊方式把這些狀態(tài)數(shù)據(jù)傳回到后臺(tái)，后臺(tái)根據(jù)這些數(shù)據(jù)并結(jié)合覆冰數(shù)學(xué)模型

4、、模糊邏輯診斷等方法可以定性分析有無(wú)覆冰、定量計(jì)算近似覆冰厚度和預(yù)測(cè)覆冰發(fā)展趨勢(shì)，在線動(dòng)態(tài)分析評(píng)估輸電線路的運(yùn)行安全狀態(tài)。2、系統(tǒng)介紹（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ATM—3000覆冰雪在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為三層結(jié)構(gòu)，分別為數(shù)據(jù)采集終端層、基站層、專(zhuān)家分析系統(tǒng)層。隨著電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定生產(chǎn)要求的不斷提高和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷完善，在實(shí)現(xiàn)信息共享和采用多變量、多參數(shù)的綜合分析法（實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)信息、三維的微地理信息、豐富的微氣象信息）的基礎(chǔ)上，成功導(dǎo)入“TB－GIS數(shù)字化輸電線路集控中心”的設(shè)計(jì)理念，使系統(tǒng)功能更趨強(qiáng)大

5、與完善。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖如下（2）系統(tǒng)工作原理圖（3）系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標(biāo)?安裝方便：特殊設(shè)計(jì)，可帶電安裝，不降低對(duì)外絕緣；?抗擾性能：抗電磁干擾能力強(qiáng)，防雷電，防瞬間高壓；?荷載傳感器靈敏度：1.5mV/V，允許過(guò)載(%R.O.)：150%；?風(fēng)速傳感器精確度：±（0.3+0.03V）m/s，測(cè)量范圍：0～75m/s；?風(fēng)向傳感器精確度：±3°，測(cè)量范圍：0～360°；?溫度傳感器靈敏度：0.5℃，測(cè)量范圍：-40℃—+75℃；?濕度傳感器靈敏度：±1%，測(cè)量范圍：1%—100%；?絕緣子串

6、平移角、搖擺角測(cè)量精度為0.01度；?低功耗：采取休眠、待機(jī)、定時(shí)開(kāi)機(jī)和實(shí)時(shí)調(diào)整采集頻率的工作模式來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)低功耗5mA；?在連續(xù)陰雨沒(méi)有陽(yáng)光的情況下，系統(tǒng)可持續(xù)工作30天不斷電；?太陽(yáng)能電池輸出電壓：5.5—7V；?系統(tǒng)適用海拔高度：5000m以下，適用溫度為-30度~75度；?通訊方式：GSM、CDMA、GPRS、3G任選其一；?整機(jī)防護(hù)等級(jí)：IP66；?整機(jī)使用壽命：十年以上。?系統(tǒng)軟件功能強(qiáng)大，有服務(wù)器軟件與客戶端軟件，用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)利用客戶端軟件可以隨時(shí)隨地查看線路現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)了

7、真正意義上的“運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外”。?結(jié)合我公司在桿塔上安裝的GPRS/CDMA連續(xù)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還可以觀看到動(dòng)態(tài)、連續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)線路桿塔視頻；3、系統(tǒng)掛網(wǎng)運(yùn)行目前ATM-3000覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在湖北超高壓、三峽電網(wǎng)、青藏鐵路110kV供電工程（格爾木到拉薩的可可西里區(qū)域）、湖北輸變電工程公司等多個(gè)項(xiàng)目中成功穩(wěn)定運(yùn)行。下面是在2008年1月覆冰期間內(nèi)，覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在咸夢(mèng)線26#（雙聯(lián)串）、43#（單聯(lián)串）上掛網(wǎng)運(yùn)行時(shí)采集的導(dǎo)線荷載變化數(shù)據(jù)曲線圖：圖1咸夢(mèng)線43#2008年1月導(dǎo)線荷

8、載變化曲線圖圖2咸夢(mèng)線43#導(dǎo)線荷載與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化對(duì)比曲線圖圖3咸夢(mèng)線43#導(dǎo)線荷載與絕緣子串偏移角、搖擺角變化對(duì)比曲線圖圖4咸夢(mèng)線26#2008年1月導(dǎo)線荷載變化曲線圖圖5咸夢(mèng)線26#導(dǎo)線荷載與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化對(duì)比曲線圖圖6咸夢(mèng)線26#導(dǎo)線荷載與絕緣子串偏移角、搖擺角變化對(duì)比曲線圖咸夢(mèng)線是由湖北咸寧通往江西夢(mèng)山的輸電線路，是江西電網(wǎng)與華中電網(wǎng)的第二條500千伏聯(lián)絡(luò)線，同時(shí)是三峽電力輸送江西的重要通道。1月22日以來(lái)，500kV咸夢(mèng)線因覆冰嚴(yán)重發(fā)生斷線倒塔，災(zāi)情不斷擴(kuò)大。至2月7日，咸夢(mèng)線湖北段共有