（金华供电公司检修分公司输电运检室321000）
摘要：随着国家智能电网建设的规划实施，输变电状态监测系统成为智能电网的重要组成部分。目前,输电线路在线监测与故障诊断技术的发展非常迅速,但在早期开发的产品应用中不同程度存在检测信号失真。数据稳定性差、产品工艺落后等技术问题和系统安装工作量大。维护困难等情况,从某种程度上影响了输电线路在线监测技术的推广应用,且大多在线监测技术尚无相关标准,在线监测系统在选型、检验和运行维护管理方面缺乏规范的手段和依据,部分劣质在线监测系统由于检验不严流入电网内,发生误报、拒报甚至无法正常运行等,给电网的运行管理带来了不利影响。
关键词：输电线路；系统设计；整体设计
引言：我国的状态检修工作起步较晚,由于输电线路在线监测技术的制约,还是存在诸多问题。由于受无线通信技术的限制,传统技术上的电力系统在线监测一般采用有线通信的方式。但是采用有线通信的方式成本高,维护难,不经济,整个通信网的构结单一,不易扩展。而采用无线通信技术可以节省大量的材料及人工费用,免除网络日常修改维护工作,可有效地减少投资,达到环保!节能!资源最大共享的目的。
系统的整体设计是从上而下进行的,目的是在保证实现逻辑模型功能的基础上,尽可能提高目标系统的简单性、灵活性和适应性、一致性和完整性、可靠性、经济性、系统的运行效率和安全性。
1.系统设计的原则。
1、简单性:在达到预定的目标、具备所需要的功能前提下,系统应尽量简单,这样可减少处理费用,提高系统效益,便于实现和管理。
2、灵活性和适应性:可变性是评判一个系统是否灵活的重要标准之一,是指其对外界环境的变化的适应能力。作为一个功能完整的系统,也必须具有相当的灵活性,这样才能适应外界环境的变化,而且系统本身也需不断修改和改善。一个灵活性好的系统,各个部分的独立性强,容易进行变动,从而可提高系统的性能,不断满足对系统目标的变化要求。此外,如果一个系统的适应性强可以满足其它类似企业的需要,这比重新开发一个新的系统成本要低很多。
3、一致性和完整性:一致性是指系统中信息编码、采集、信息通信具备一致性,设计规范应统一标准；完整性是指系统作为一个统一的整体,系统功能应可能完备。
4、可靠性:系统的可靠性指系统硬件和软件在运行过程中抵抗异常情况的干扰及保证系统正常工作的能力。在设计过程中,系统硬件选用著名生产商提供的优质设备,可信度高;操作系统平台和软件开发平台采用主流产品,性能稳定。
5、经济性:系统的经济性是指系统的收益应大于系统支出的总费用"系统支出费用包括系统开发所需投资的费用与系统运行维护费用。在系统设计研发的各个环节都充分考虑了投入成本和经济效益,充分利用己有设备和资源,在性能最好的情况下尽量做到成本最少。
6、系统的运行效率和安全性:系统的运行效率是指系统的处理能力、处理速度、响应时间等与时间有关的指标。这与计算机硬件的选择!程序结构及算法的设计和数据库文件的设计有很大的关系。系统的安全性是指系统应具有一定的保密性和抗计算机病毒的能力。
2.系统的总体结构
本系统由现场多功能监测基站(包括单片机控制系统、多种监测传感器、太阳能供电系统、3G视频监控终端、WaveeomQ24O6BGSM/GPRS模块、GPS定位装置、摄像机和云台等)、3G无线通信视频监控系统和监控中心软件三部分组成。现场多功能监测基站安装在高压输电线路的杆塔上,由太阳能供电系统供电,用于处理实况视频/图像、音频、现场监测数据以及预警/报警信息,通过无线通信系统将处理过的实况视频/图像、音频、现场监测数据以及预警/报警信息发送至监控中心;3G无线通信视频监控系统是现场多功能监测基站与监控中心间发送/接收控制指令与传输实况视频/图像、音频、现场监测数据以及预警/报警信息的桥梁,通过无线通信网络可实现实况视频/图像、音频、现场监测数据以及预警/报警信息的上传与监控中心远程监控指令的下传;监控中心是系统的核心,负责与现场多功能监测基站的通讯(包括发送控制指令,接收现场监测终端传回的实况视频/图像、音频、现场监测数据以及预警/报警信息),将各种监控信息的相关数据存入数据库,管理各种监控信息,并向系统客户提供各种应用服务。系统的总体结构图如图1所示。
图1系统总体结构图
3系统的特点
与国内外同类技术相关产品相比,本系统具有以下特点:
1、本系统采用在线监控!在线诊断!在线指挥等多种功能模块化结构,是远程在线监视、在线监测、在线监防多功能集成一体的综合系统,通过一套系统便可实现高压输电线路的综合在线监测,能够完成高压输电线路日常运行远程巡视管理、检修抢险作业远程指挥、远程故障分析诊断等多种任务。
2、系统以多层次、分布式方式运行,符合国家电网公司相关技术标准(Q/GDW245一2008),可实时向省电力公司高压输电线路监控中心转发实况视频/图像、音频!现场监测数据以及预警/报警信息,技术规范、兼容性强,可组成省电力公司高压输电线路运行状态远程在线监测系统。
3、系统采用最先进的3G等无线移动通信技术,可自适应3G或GPRS网络,也可自适应中国移动!中国电信或中国联通网络,能满足野外的不同通信环境下的可靠运行,可实现真正意义上的远程视频在线监测。
4、系统采用高效的超低码流压缩算法,带宽自适应和独有的前处理技术,把握视觉细节,保证了高品质的图像质量。视频分辨率最高可达D1(704X576),相当于4路CIF(352X288),并且流畅性好(最高可达25帧/S)。
5、系统采用GPS定位技术,即能为高压输电线路/杆塔定位,又能通过GPS导航定位系统引导巡线人员及时准确地到达故障地点,及时处理故障,保障电力系统安全稳定的运行。
6、系统采用密闭和多层屏蔽等高可靠性系统设计,环境适应能力强,系统的抗低温等恶劣条件性能、抗强电磁干扰性能经历过长期实
验室测试和现场运行实地考验。
7、系统具有统一平台可扩展监控功能,可对应固定监视装置,也可对应移动监视装置"现场多功能监控基站可拆卸移动,安装在工地、灾区等临时施工地点使用,也可安装在专业车辆上作为移动监控基站移动使用,适用于输电线路、变电设备、场站等多种场合。
4系统的作用
1、本系统可对高压输电线路!杆塔等设备的运行状况及线路通道环境(如:线路覆冰覆雪、线路舞动、林区高塔跨越线路、!大跨越/交叉跨越线路等)进行远程在线监视,解决人工巡检对于远距离危险监控点平时无法经常到达、紧急时刻无法及时到达的难题,实现全天候的远程自动监视。
2、系统可高压输电线路绝缘子污秽情况!导线及金具发热情况、杆塔振动/倾斜情况和高压输电线路周围的微气象参数(温度、湿度、风速、风向)等进行远程在线监视、在线监测,可解决线路绝缘子污秽情况无法及时掌握、线路周围微气象参数、导线及金具温度、杆塔振动/倾斜数据无法自行掌握的难题,实现全天候的远程自动监测。
3、系统可对高压输电线路!杆塔受外力破坏事件进行远程在线监防,可解决线路受外力破坏(施工机械碰线!超高车辆刮线!树木超高碰线等)发生断线/短路,杆塔受外力破坏(覆冰、覆雪、洪水冲刷等)及人为破坏(偷盗塔材等)发生倾斜等故障时无法及时报警的难题,实现全天候的远程监防。
4、系统可对高压输电线路杆塔野外巡线!抢修抢险作业等进行实时视频/语音远程在线指挥,解决施工作业时,无法及时掌握现场情况的难题。
5、系统可实时向省级电力公司高压输电线路监控中心转发实况视频/图像、音频!现场监测数据以及预警/报警信息,以便组成省级电力公司高压输电线路运行状态远程在线监测系统。
5、结术语
本文根据系统设计的简单性、灵活性和适应性等原则,给出了高压输电线路在线监测系统的总体结构。系统采用最先进的3G等无线移动通信技术,具有集远程在线监视!在线监测、在线监防等多功能为一体,技术规范、兼容性强,视频分辨率高、流畅性好,环境适应能力强等特点和对对高压输电线路、杆塔等设备的运行状况及线路通道环境全天候的远程自动监视和实时视频/语音远程在线指挥等作用。