输电线路状态监测系统监测方法.docVIP

高压输电线路在线监测技术讨 谢志武 广东电网公司 广东 广州 510600 【摘要】输电线路的运行状态关系到电网运行的效率和安全，本文主要对输电线路运行状态在实现输电线路动态增容功能的基础上,提出了对线路状态参量监测的具体方法和解决方案。希望能为以后的工作提供一定的理论参考。 【关键词】输电线路；状态监测系统；监测方法 近年，我国国民经济快速增长，对电力的需求量也呈急剧增加趋势我国煤炭、水力一次资源分布极其不均衡，决定了能源主要靠电网传输，作为电网中极其重要的组成部分，输电线路的运行安全性和可靠性越来越受到电力系统运行、管理和科研人员的关注。目前，随着我国输电线路总长度和传输容量的不断增长，对线路巡视、检修等运行管理的难度也越来越大，即使在特定条件下的检测也需要大量的人力物力，难以获得及时数据。在这种情况下，急需提高输电线路运行管理的自动化水平。 一、输电线路动态增容技术 在我国运用的提高现有输电线路输送容量的办法有两种，一是静态提温增容技术，二是动态监测增容技术。静态提温增容技术是突破现行技术规程的规定，将导线的允许温度由现行规定的70℃适当地提高，从而加大线路的输送容量。静态提温增容技术由于突破了现行技术规程的规定，因此必须考虑提高导线允许温度后，导线线损、弧垂、配套金具的机械强度和寿命等影响。 动态监测增容技术就是在不突破现行技术规程规定(导线温度限额)的前提下，通过安装在线监测装置，对导线运行状态(导线温度、电流等)和气象条件(环境温度、风速、风向、日照等)进行实时监测，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路的输送能力。其优点是现行运行规程不变，线路运行安全性不变。 输电线的实际负荷比静态传输容量等级小，并且在绝大多数情况下，动态传输容量等级要比静态等级大。因此，线路的传输容量有很大的潜力可以挖掘，同时，动态传输容量等级的变化范围较大，这是因为动态传输容量等级对周围气象因素尤其是风速较为敏感。通过实时监测输电线路附近的气象环境，我们可以得到输电线路实时的允许载流量值。 二、线路弧垂和张力的监测 输电线路弧垂是线路设计和运行的主要指标，关系到线路的运行安全，因此必须控制在设计规定的范围内。线路运行负荷和周围环境的变化都会造成线路弧垂的变化，过大的弧垂不但会造成事故隐患，也会限制线路的输送能力。在线路增容系统中，由于导线温度的增加，弧垂和张力都会产生变化，所以，也要对导线的弧垂和张力进行监测和安全性判定。影响弧垂的因素有很多，其中主要有导线应力、传输容量、大气温度、风、导线覆冰等。气温或传输容量的改变引起的导线温度的变化，会使导线热胀冷缩，从而影响输电线路弧垂的大小。导线温度越高，伸长量越大，弧垂的增加也越多。导线张力也是决定弧垂的主要因素，在架线施工的时候己经对导线应力与弧垂的情况进行了比较充分的考虑。导线弧垂和张力的变化是同时的，张力变大会使弧垂变小，反之亦然。风对输电线路的影响主要体现在：风加快导线周围空气的对流进而引起导线温度的变化、在风作用下导线荷载的变化以及不同风速引起的导线振动和舞动。导线覆冰也会使弧垂增大造成闪络并有可能烧伤烧断导线。在这里只考虑了由于温度变化引起的线路张力变化导致。 三、线路覆冰情况的监测 我国许多输电线路都有覆冰情况发生，导线覆冰后不但引起导线重量和弧垂的增加，而且在有风时产生舞动，严重时有可能造成断线、倒塔(杆)、闪络事故，如何有效监测线路覆冰情况是电亟待研究的课题。 导线覆冰的监测方法主要有： 一是在导线或杆塔上安装测力、测重传感器，采集拉力、重量等数据，根据拉力、重量与覆冰状况之间的对应关系进行计算判定，通过对线路弧垂的实时测量也可对线路覆冰情况进行实时监测。 二是在易覆冰区域的铁塔上安装覆冰自动监测站，实时测量环境温度、湿度、风速、风向、雨量等参数，工作人员根据监测到的气象条件，及时适当的调整符合，增加线路电流，提高导线温度，以防止导线覆冰。 三是直观地在线路现场安装视频监控装置，通过无线通讯网络将照片、传往监控中心，在监控中心即可随时、全天候地掌握线路的覆冰的形成和发展情况。通过对照片的比较分析并结合各种气象条件，可判断积冰厚度。 线路覆冰监测实现方案 架空线路覆冰时最明显的是导线张力的变化和弧垂的增加,本文介绍的覆冰监测方案是通过对导线弧垂的实时监测,再配以线路实时视频装置的观察和小型气象站对气象条件的分析,从而实现对线路覆冰的实时综合监测。 下面以钢芯铝绞线LGJ-400/35为例说明估算覆冰厚度的方法。导线基本参数为计算截面积：S=425.24mm2，外径：D=26.82mm；单位质量：m=1.349kg/m；弹性系数：E=65kN/mm2；线膨胀系数：a=20.5×10-6℃-1；保证计算拉断力：T