覆冰在线监测系统研究与应用.pdf

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1、覆冰在线监测系统研究与应用西安同步电力技术有限公司陈红宾说明：本文章所有图片未经西安同步电力公司许可，严禁任何单位、个人私自引用，否则将追究相应法律责任。1、系统概述随着气象条件的变化，外界环境中输电线路的外荷载也随之变化，起主要破坏作用的外荷载是覆冰和大风，其中覆冰对输电线路最有破坏力。2008年1月全国范围电网因覆冰遭遇了一次前所未有的灾害，110千伏~500千伏线路此次因灾倒塔共8188基，停运电力线路共39384条，停运变电站共1995座，贵州省于2008年1月29日21时正式宣布全省进

2、入大面积一级停电事件应急状态，数十位线路工人为抢修电网而献出了最宝贵的生命……这次冰害的特点是范围广，波及省份多，强度高，覆冰厚度大大超高设计标准，持续时间长。如何采取相应积极的措施，提高电网预知和抗击严重自然灾害的能力，早在2005春节年湖北、湖南两省遭遇冰灾时华中电网公司已下达了编号为KJ2005-0102-51500kV输电线路覆冰在线监测装置研究的科技项目。项目下达后，华中电网公司、湖北超高压输变电公司、西安同步电力技术有限责任公司组成了项目科研攻关小组，在中南电力设计院的协助下启动了项

3、目的研发。2005年底研制成功并在500kV双樊线挂网运行，于2006年12月17日在武汉组织召开了鉴定会，鉴定委员会最终鉴定结论“该项目开发的输电线路覆冰在线监测系统设计合理，功能齐全，性能可靠，能满足输电线路覆冰在线检测要求，该成果处于国际领先水平”。输电线路覆冰在线监测系统可以对输电线路的现场主要状态数据（覆冰综合荷载、温度、湿度、风速、风向、绝缘子串摇摆角、绝缘子串平移角、杆塔倾斜角）进行全天候实时监测，系统并采用GSM通讯方式把这些状态数据传回到后台，后台根据这些数据并结合覆冰数学模型

4、、模糊逻辑诊断等方法可以定性分析有无覆冰、定量计算近似覆冰厚度和预测覆冰发展趋势，在线动态分析评估输电线路的运行安全状态。2、系统介绍（1）系统结构ATM—3000覆冰雪在线监测系统的设计分为三层结构，分别为数据采集终端层、基站层、专家分析系统层。随着电力系统安全、稳定生产要求的不断提高和在线监测技术的不断完善，在实现信息共享和采用多变量、多参数的综合分析法（实时的监测信息、三维的微地理信息、丰富的微气象信息）的基础上，成功导入“TB－GIS数字化输电线路集控中心”的设计理念，使系统功能更趋强大

5、与完善。系统总体结构示意图如下（2）系统工作原理图（3）系统主要技术性能指标©安装方便：特殊设计，可带电安装，不降低对外绝缘；©抗扰性能：抗电磁干扰能力强，防雷电，防瞬间高压；©荷载传感器灵敏度：1.5mV/V，允许过载(%R.O.)：150%；©风速传感器精确度：±（0.3+0.03V）m/s，测量范围：0～75m/s；©风向传感器精确度：±3°，测量范围：0～360°；©温度传感器灵敏度：0.5℃，测量范围：-40℃—+75℃；©湿度传感器灵敏度：±1%，测量范围：1%—100%；©绝缘子串

6、平移角、摇摆角测量精度为0.01度；©低功耗：采取休眠、待机、定时开机和实时调整采集频率的工作模式来实现整机低功耗5mA；©在连续阴雨没有阳光的情况下，系统可持续工作30天不断电；©太阳能电池输出电压：5.5—7V；©系统适用海拔高度：5000m以下，适用温度为-30度~75度；©通讯方式：GSM、CDMA、GPRS、3G任选其一；©整机防护等级：IP66；©整机使用寿命：十年以上。©系统软件功能强大，有服务器软件与客户端软件，用户通过互联网利用客户端软件可以随时随地查看线路现场运行情况，实现了

7、真正意义上的“运筹帷幄之中，决胜千里之外”。©结合我公司在杆塔上安装的GPRS/CDMA连续视频监测系统，还可以观看到动态、连续的现场线路杆塔视频；3、系统挂网运行目前ATM-3000覆冰在线监测系统已经在湖北超高压、三峡电网、青藏铁路110kV供电工程（格尔木到拉萨的可可西里区域）、湖北输变电工程公司等多个项目中成功稳定运行。下面是在2008年1月覆冰期间内，覆冰在线监测系统在咸梦线26#（双联串）、43#（单联串）上挂网运行时采集的导线荷载变化数据曲线图：图1咸梦线43#2008年1月导线荷

8、载变化曲线图图2咸梦线43#导线荷载与现场环境变化对比曲线图图3咸梦线43#导线荷载与绝缘子串偏移角、摇摆角变化对比曲线图图4咸梦线26#2008年1月导线荷载变化曲线图图5咸梦线26#导线荷载与现场环境变化对比曲线图图6咸梦线26#导线荷载与绝缘子串偏移角、摇摆角变化对比曲线图咸梦线是由湖北咸宁通往江西梦山的输电线路，是江西电网与华中电网的第二条500千伏联络线，同时是三峡电力输送江西的重要通道。1月22日以来，500kV咸梦线因覆冰严重发生断线倒塔，灾情不断扩大。至2月7日，咸梦线湖北段共有