14输电线路状态监测解决方案.docx
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14输电线路状态监测解决方案
输电线路状态监测解决方案
1.方案背景
随着我国电力建设的快速发展,电网规模的不断扩张,电网设备的维护工作变得越来越频繁,作为电力输送纽带的输电线路具有距离长、分散性大、难以巡视等特点,为了实现对输电线路运行状态的实时监测,我公司设计研发了PRS-716X输电线路状态监测整体解决方案。
2.应用场景
我国电网规模大,输电线路横跨的地形复杂,输电线路状态监测产品的应用场景很广,如:
1)重冰区部分区段线路和迎风山坡、垭口、风道、大水面附近等易覆冰特殊地理环境区
2)与冬季主导风向夹角大于45°的线路易覆冰舞动区
3)因气象因素导致故障(如风偏、非同期摇摆、脱冰跳跃、舞动等)频发的线路区段
4)传统气象监测盲区
5)外力破坏易发区(违章建房、开山炸石、吊车施工等外力破坏易发区域)
6)火灾易发区
7)通道树木(竹)易生长区
8)偏远不易到达区和其他线路危险点
9)档距较大的输电线路
……
图1输电线路易覆冰区段
图2输电线路大跨越区段
图3输电线路通道树木易生长区段
图4输电线路外力破坏易发区
3.方案实现
3.1.概述
PRS-716X系列输电线路状态监测系统由各类监测装置和监控后台组成,监测装置采用太阳能加蓄电池的供电方式,传感器通过防水航空插头或短距离无线通信与监测装置连接,再通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络与后台进行通信,将采集到的微气象、导线拉力、绝缘子倾角、图像视频、导线温度、故障电流等数据传送到后台监测中心分析系统。
图5为输电线路状态监测系统图。
图5输电线路状态监测系统
3.2.输电线路在线监测装置安装方案
如图6所示,杆塔终端主机安装于输电线路杆塔横担处,太阳能板和摄像机、气象传感器、拉力倾角传感器、防入侵探测器等固定于杆塔相应位置,终端主机与各外部件通过防水航空插头进行连接。
实现对输电线路周围环境和输电线路运行状态的全方位监测,为运维单位提供及时可靠的现场数据,保障输电线路安全运行。
1、主机箱2、太阳能极板3、摄像机4、风速风向传感器
5、日照传感器6、雨量传感器7、杆塔倾角8、拉力传感器
9、导线测温装置10、防入侵探测器11、防入侵探测器
图6杆塔终端主机及传感器安装示意图
3.2.1.安装指导原则
1)主机箱等设备尽可能安装在安全距离下方,方便带电安装。
2)摄像机、红外热像仪等成像设备安装在杆塔顶部,监视视野范围最大化。
3)太阳能面板朝南并与水平方向成45度角。
4)微气象传感器直立且其顶部平面保持水平,使传感器N箭头正对北方。
5)雨量传感器上方无遮挡物。
3.3.PRS-7162-A输电线路覆冰监测装置
PRS-7162-A输电线路状态监测装置由终端主机、倾角传感器、拉力传感器、微气象传感器、摄像头组成。
终端主机汇集各种监测数据,通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络与后台进行通信。
图7输电线路覆冰监测装置
3.3.1.技术参数
1)工作电压DC12V
2)供电方式太阳能+蓄电池
3)拉力传感器量程7t,10t,16t,21t,32t,42t,55t(根据实际需要定制)
测量范围5%~100%FS
测量精度0.1及以上
4)倾角传感器测量范围双轴≥±60°
测量准确度±0.1°
测量分辨率±0.01°
5)工作温度范围-40℃~+85℃
6)防护等级IP65
3.3.2.产品特点
1)采用覆冰监测专用拉力传感器,采用特种不锈钢设计,安装方便,量程7t~55t可定制,精度高。
2)数据采集前端采用多层屏蔽,抗干扰、抗雷击,确保系统运行稳定可靠。
3)防雷及防线路闪络设计,机壳经过杆塔与大地连接,各传感器及信号变送器输入端,全部采用3级以上防雷器件。
4)主板地线设计采用抗干扰技术,数据采集信号端差分输入,模拟信号及数字信号全部采用严格的工业过程优化控制技术,可确保数据采集的准确可靠。
5)后台软件根据用户需求,可以设定采样时间,定时发送数据。
6)数据采集前端采用大功率硅能电池和单晶硅太阳能充电,低功耗设计,阴雨天气可连续供电30天以上。
7)机壳及传感器外壳采用防磁金属材料,有效屏蔽电磁干扰。
8)连接电缆全部选择双屏蔽电缆,各种接头采用金属航空插头,屏蔽、防水、防尘、可靠。
9)系统留有可扩展接口,可与其他监测系统扩容使用,组成对应特殊功能的监测系统。
3.4.PRS-7163-A输电线路视频监控装置
PRS-7163-A输电线路视频监控系统,利用先进的数字视频压缩技术、低功耗技术、无线通讯技术、太阳能供电等先进技术,能够对恶劣环境中运行的高压输电线路的运行状况进行全天候、实时监测,将电力杆塔、导线现场的视频信息经过压缩、分组,通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络传输到监控中心,从而实现对输电线路周边环境参数的实时监测。
图8输电线路视频监测装置
3.4.1.技术参数
1)工作电压DC12V
2)供电方式太阳能+蓄电池
3)摄像机主要技术参数
像素数≥752(H)X582(V)(PAL)或根据用户要求调整
最低照度≤0.01Lux/f1.2
变焦率≥光学26倍,12倍数字变焦
4)云台主要技术参数
预置位数量≥256
水平旋转角度0°~360°
俯仰角度-5°~+90°
5)工作温度范围-40℃~+85℃
6)防护等级IP65
3.4.2.产品特点
1)可靠稳定的电源技术,系统通过大容量电池加太阳能电池板形成供电系统,保证了系统在无阳光下可靠运行。
2)清晰红外夜视功能,远程监控中心可打开摄像机上红外夜视灯进行夜间的视频拍摄。
3)方便的可扩展技术,系统预留有可扩展的接口,只需增加相应传感器,就可扩展监测输电线路的其他状态,如输电线路气象监测等。
4)具备摄像机方冰、防污功能,设计专用的摄像机防护机构,当不工作时,摄像机镜头置于防护机构之内。
5)完善的视频管理、检索功能,可实现对历史视频数据的存取、检索、处理、对比分析等。
6)监控中心客户端可实现对终端设备工作状态监测,如蓄电池电压、设备工作电压、各通信接口工作状态、设备工作温度、环境温度、摄像机焦距、云台偏转角度等。
7)具有智能视频分析功能和防外力破坏预警功能,当有大型机械或人员入侵智能视频监测区域时启动就地语音报警和远程喊话。
3.5.PRS-7163-B输电线路微气象在线监测装置
PRS-7163-B输电线路微气象监测装置采用专业气象传感器测量温度、湿度、风速、风向、气压、雨量和日照等气象要素及其变化状况,将采集的数据通过GPRS/CDMA/3G/光纤网络传送到后台监测中心分析系统,从而实现对输电线路气象参数的实时监测。
图9输电线路微气象监测装置
3.5.1.技术参数
1)工作电压DC12V
2)供电方式太阳能+蓄电池
3)环境温度测量范围-40℃~+120℃
测量精度±0.3℃
4)环境相对湿度测量范围0~100%
测量精度±4%(<80%时);±6%(≥80%时)
5)风速测量范围0~60m/s
测量精度±(0.5+0.03V)m/s
6)风向测量范围0~360°
测量精度±5°
7)大气压测量范围300hPa~1200hPa
测量精度±0.3hPa
8)降水强度测量范围0~4mm/min
测量精度±0.4mm(≤10mm时);±4%(>10mm时)
9)工作温度范围-40℃~+85℃
10)防护等级IP65
3.5.2.产品特点
1)高精度的超声波风速风向传感器,测量范围广,对风向的响应稳定平缓。
2)温度传感器精度高、低漂移、响应速度快、体积小。
3)防雷及防线路闪络设计,机壳经过杆塔与大地连接,各传感器及信号变送器输入端,全部采用3级以上防雷器件。
4)后台软件根据用户需求,可以设定采样时间,定时发送数据。
5)系统组网方便,提供监测中心多级管理功能,实现在不同位置、同时对多个监测数据点的监控。
3.6.设计原则
我司PRS-716X系列输电线路状态监测产品设计满足国家电网公司企业标准和南方电网公司企业标准:
Q/GDW554-2010《输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范》
Q/GDW244-2010《输电线路导线温度监测装置技术规范》
Q/GDW560-2010《输电线路图像视频监控装置技术规范》
Q/GDW243-2010《输电线路气象监测装置技术规范》
Q/GDW559-2010《输电线路杆塔倾斜监测装置技术规范》
Q/GDW245-2010《输电线路微风振动监测装置技术规范》
Q/GDW555-2010《输电线路导线舞动监测装置技术规范》
Q/GDW556-2010《输电线路导线弧垂监测装置技术规范》
Q/GDW557-2010《输电线路风偏监测装置技术规范》
Q/GDW558-2010《输电线路现场污秽度监测装置技术规范》
Q/CSG《输电线路覆冰监测终端装置技术规范》。
3.7.装置列表
表1装置列表
序号
装置型号
装置名称
1
PRS-7162-A
等值覆冰厚度监测装置
2
PRS-7162-B
导线温度监测装置
3
PRS-7162-C
微风振动监测装置
4
PRS-7162-D
导线舞动监测装置
5
PRS-7162-E
导线弧垂监测装置
6
PRS-7162-F
风偏监测装置
7
PRS-7163-A
图像视频监控装置
8
PRS-7163-B
气象监测装置
9
PRS-7163-C
杆塔倾斜监测装置
10
PRS-7163-D
现场污秽度监测装置
3.8.功能列表
表2功能列表
序号
功能名称
功能定义
1
PRS-7162-A
监测输电线路导线覆冰厚度和周边环境的气象参数。
2
PRS-7163-A
监测杆塔周围和输电线路导线、绝缘子、金具运行情况。
3
PRS-7163-B
监测输电线路周边环境的气象参数。
5.工程应用
第一批试点站:
广东江门输电线路智能在线巡视项目;
第二批试点站:
甘肃电科院输电线路微气象在线监测项目。
- 配套讲稿:
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