输电线路风偏在线监测的研究及应用

1、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

2、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： =tg-1（p1/2+plh）/（g1/2+w1lh+at）；= tg-1（p1/2+plh）/（g1/2+w1lv） 式中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

3、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

4、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

5、，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

6、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

7、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、统计分析和装置管理等基础应用功能上，诊断和预测等高级应用功能根据技术成熟度和应用条件分阶段逐步实现。 网省公司侧主站系统通过数据交换实现与总部侧主站系统纵向贯通，方便于总部的应用与管理。对于非统一推广pms的网省公司，状态监测信息的纵向贯通由各自的pms实现。 2.2.4 接入层和装置层 在地市及以下部署状态接入控制器（cac）、状态监测代理（cma）以及各类状态监测装置。在输电线路沿线分布的各类状态监测装置首先通过i1接口向cma汇聚数据，由cma通过i2接口接入网省公司端线路cag，实现输电状态信息的接入。cma位于输电线路状态监