电力线路在线监测技术探讨

裴跃武 马淑玲

(郑州电缆有限公司，河南 郑州 450016)

1 电力安全重要性

电力是关系国计民生的基础产业，电力安全是社会公共安全的重要组成部分。美加“8.14”大停电就是个惨痛的教训，这次大停电也引起了国内外对电力安全问题的广泛关注。因此，必须千方百计确保电网安全可靠运行。电网安全是电力安全的基础，只有实时监控，及时预警和发现电网隐患，保持电网的安全稳定，才能抵御事故的冲击，确保电网的安全稳定。据统计，引起大面积停电的自然灾害从1970年的30 起增加到2005年的150 起，而人为事件也从55 起增加到250 起，两者基本上都增加了4 倍。电力安全形势严峻每年国家因电力网的损害造成的直接经济损失可达数百亿元。现在国家电力系统的建设重点已经从发电建设转移到电网建设，随着电网建设速度的加快，输电力线路、设备的增加，加强电网安全特别是超大规模输输电和电网安全保障已刻不容缓，对电网的安全保障体系也提出了更高的要求。

2 实施电力安全检测及防范技术难度大

电网安全监控系统国内尚属空白领域，发展电力安全的科技创新具有紧迫性和重要性。近年来为应对日益严峻的电力安全问题，各大电网公司纷纷加强电网安全建设建立应急预案。加强电网安全，从技术上提高各类装置的可靠性和自动化程度，加强制度建设，才能确保电力安全。为研究和发展新一代电网保护技术国家进行了战略部署出台了一系列支持政策，《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006－2020)》中就有“超大规模输电和电网安全保障”作为未来研发的重点。复杂多变气候条件和庞大的电网体系成为电网安全技术所需攻克的难题。我国地域广阔、运行条件复杂，在电力安全技术的研究和工程实践上面临着更多的挑战。我国高海拔、重污秽、覆冰、高地震烈度和多种采动影响区等环境特点对电力安全技术提出了更高要求；电力行业对于系统性的安全监控产品需求迫切。

输网线路长，地处环境复杂，而且线路分支较多，用电负荷大，故障发生率较高，导致线路巡查及故障排查相当困难。目前国内外都在积极规划、建设智能电网。目的是电力企业建立实时电网管理，使发电、输电、用电互动互通。建立起可自测、自愈的智能电网，主动监管电力故障并迅速进行反应，实现更智慧的电力供给与输送。它是通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化。

3 意义及必要性

导线温度是关系电力线路安全的关键参数，在线实时测量导线或导线接头温度,监测导线易受损点的状态，保障线路安全；而且通过在线监测线路的导线温度、风速、日照强度和环境温度等，计算并控制线路的载流量，根据实际气象条件和线路参数确定的导线输送限额,能有效提高现有线路的传输效率。基于无线传感网技术的超低功耗和自组织网络的技术特点，非常方便的集成微气候传感器、张力传感器、弧垂传感器、图象传感器等，构成线路运行和故障综合监测系统，保障电网运行安全，有较大的社会经济意义。

实现智能电网的基础是首先对电网上数据进行全方位监测并传输，可以实现互访，通过这些数据作为管理依据，作为自动化控制，实现自愈、削峰填谷的依据。电力线路在线监测系统，可以监测电力线路的短路故障、接地故障、过流、停电、送电、智能巡检等功能。为实现电网信息化、数字化打下坚实的基础，并可以实现部分电网控制功能。作为智能电网建设的必要尝试。如决定使用“电力线路在线监测系统”，考虑前期对此系统的了解不多，采取全面规划分步实施的方案，可以在一条线路上设置电力线路故障在线监测系统。

4 发展趋势

美国最早开展以在线监测为前期的状态检修工作，2004年美国电科院已开展动态增容监测系统方面的研究工作，美国EDM 公司已开发出SMS 型电力线路动态增容监测系统，通过摄像对导线弧垂的实时监测，导线弧垂取决于两个因素：导线自重引起的弹性伸缩和导线温度引起的热伸缩，导线一旦架设完毕，导线自重引起的弹性伸缩为常数，导线弧垂的变化量取决于导线的平均温度。因此，可以用弧垂进行等效计算导线温度，再结合环境参数利用专门开发的软件进行评估和预测，确定在保证安全的前提下当前线路的最大允许容量。该系统目前已在美国﹑加拿大等国家的多个电力公司使用，电压等级从69～500KV。目前，状态检修动态增容监测系统也在欧洲、日本、澳大利亚等国家实际运行，欧洲很多国家采用状态检修来提高检修效率。

5 结语

随着改革开放的深入，电网建设如火如荼。但是多年来，我国的电力传输一直维持“发电重，供电轻”的状态，这种状态给我们带来的就是电力输网结构十分简单薄弱，没有实际有效的技术去对繁忙的输网信息进行即时的监测，并且导致停电限电与区域负载严重或不足等严重的后果。为了保证电力的正常供应，在保障大容量送电线路的运行安全前提下，通过技术改造和升级增加现有电网的输送能力，提高电网运行效率，以满足日益增长的国民经济发展和人民生活用电需要，具有重要意义。

[1]周善芳,赵汝俭.线性三相对称负载Y 接中线电流不为零的分析[J].实验技术与管理2005年11期

[2]屈桂银,文卉,李平,张艳平.电力系统模拟实验装置一次主接线安装核相技术[J].实验技术与管理2006年05期