输电线路风偏在线监测的研究及应用.docx

输电线路风偏在线监测的研究及应用【摘要】介绍了风力对输电线路的影响；输电线路风偏在线监测装置的系统构架、组成及原理、主要功能的介绍及风偏在线监测在实际工作中的应用。【关键字】输电线路风偏；在线监测；系统构架；主要功能；应用1.引言由于输电线路杆塔与导线通过绝缘子串连接在风力的作用下绝缘子串会发生摆动在摆动的过程中输电线路杆塔与导线之间的空气间隙距离减小当此间隙距离的电气强度不能耐受系统最高运行电压时便会发生击穿放电因此时刻掌握绝缘子串的风偏可以及时预防线路风偏事故的发生。目前随着科学技术的进步掌握线路风偏的各种新技术、新工艺层出不群其中输电线路风偏在线监测发展的非常迅速。2.输电线路风偏的成因及在线监测原理2.1发生风偏的原因当风力作用于导线上垂直于线路方向的分量将使导线产生横线路的摇摆偏移摇摆幅度取决于风速绝缘子、导线自重等因素摇摆到一定角度后导线与塔身的距离减少小于正常运行时的空气间隙在工频电压下空气间隙击穿放电。空气间隙是通过绝缘子串的风偏角大小确定的。绝缘子串的风偏角可按下式计算：φ=tg-1[（P1/2+PLH）/（G1/2+W1LH+aT）；=tg-1[（P1/2+PLH）/（G1/2+W1LV）式中φ―悬垂绝缘子串风偏角（°）；P1―悬垂绝缘子串风压N；G1―悬垂绝缘子串重力N；P―相应于工频电压、操作过电压及雷电过电压风速下的导线风荷载N/m；W1―导线自重力N/m；LH―悬垂绝缘子串风偏角计算用杆塔水平档距m；LV―悬垂绝缘子串风偏角计算用杆塔垂直档距m；a―塔位高差系数；T――相应于工频电压、操作过电压及雷电过电压气象条件下的导线张力N；2.2监测信息的系统构架2.2.1总体架构输变电设备状态监测系统的总体架构设计如图1：2.2.2系统分层和接口分级输电设备状态监测系统的总体架构自下而上可分为三个层级：装置层、接入层和主站层如图2所示：装置层重点发展各类先进适用的传感原理、传感器技术和标准化数据生成技术；接入层重点发展各种集约、高效、智能的信息汇总、信息标准化和信息安全接入技术；主站层重点发展各种监测信息的存储、加工、展现、分析、诊断和预测等数据应用技术。系统分层体系的建立有利于推动公司输电设备状态监测系统的持续改进和发展使得各层技术更新的相互影响最小化。随着需求和技术的持续发展在接入数据标准化的基础上装置层、接入层和主站层均可以逐步开发和应用智能化技术。装置层在单个装置内部发展智能化技术接入层基于局部的多装置协同发展智能化技术主站层则基于电网全局发展智能化技术。上述分层系统结构中各层之间存在两个接口级别分别是：第1级接口I1和第2级接口I2。I1接口是监测层与接入层之间的接口面向监测装置采用较为底层的接口协议实现。I2接口是接入层到主站层之间的接口面向主站采用具有良好扩展性的Web服务方式实现使系统符合开放灵活的SOA设计理念。2.2.3主站系统主站系统与生产管理信息系统采取一体化设计依托生产管理信息系统在公司总部和网省公司两级集中部署实现公司主站系统的统一与规范。继承PMS一体化设计思想主站系统中输电部分统一设计实现输电设备状态监测数据处理和信息展现的有机融合提供用户一致的系统应用体验。主站系统的组成包括：输电CAG、状态监测数据库、数据加工、数据服务以及各种输电状态监测应用功能。各类输电设备状态监测数据在网省公司和总部主站系统集中存储地市（包括班组）和网省公司用户均通过登录主站系统（PMS）使用所需的各种状态监测应用功能。CAG是主站系统的集中关口主要功能包括：接收各线路CMA发送的状态监测数据和运行工况信息并解析入库、完成数据校验、转发主站系统发出的配置和控制命令以及对进出主站系统的信息进行日志纪录。状态监测数据采用省级集中存储方式各类输电设备状态监测数据的存储结构一体化设计接入数据统一存储物理数据库独立于PMS数据库。状态监测数据库基于企业级关系型数据库构建按照分钟级准实时数据的采集速度考虑海量存储的要求。数据加工模块提供状态监测接入数据的二次加工功能实现汇总统计、异常信息提取、数据清理以及干扰过滤、趋势拟合等。状态监测数据服务模块以开放和标准的方式为其它相关系统获取各类输电设备状态监测信息提供在线服务满足相关系统对状态监测数据的应用需要。此外主站系统也通过企业级数据中心和ESB总线共享雷电、气象等其它应用系统提供的相关数据。依据“技术框架与基础应用先行”的原则主站系统的应用功能设计重点先放在监测告警、信息展现、统计分