输电线路在线监测系统介绍.

1、12 34(i+1)0i0ii+1i+1i+1iii+1i-1ii+1ii-1ii+1i+1TTi-1iT5短距离无线传输单元短距离无线传输单元铁塔铁塔温湿度传感器温湿度传感器太阳能供电单元太阳能供电单元风速传感器风速传感器导线温度传感器导线温度传感器导线温度导线温度- -倾角测量球倾角测量球导线倾角传感器（内置在球下半导线倾角传感器（内置在球下半腔）腔）绝缘子串倾角传感器绝缘子串倾角传感器风向传感器风向传感器拉力传感器拉力传感器模拟导线模拟导线678。目前比较成熟的两类测量系统的前端系统组成如下:9101）气象数据：采集时间、风向、风速、温度、湿度、气压、降水强度、光照强度；2）导线悬垂角法

2、（简称倾角法） ：本塔及邻塔绝缘子倾角、本塔两侧悬挂点导线倾角、导线温度；3）绝缘子串张力法（简称张力法） ：本塔及邻塔绝缘子倾角（纵向、横向）、本塔绝缘子串承受张力、导线温度、风速、风向；4）模拟导线覆冰监测法：单位导线覆冰重量，覆冰图片；5）覆冰视频：实时视频或实时照片。6）导线温度：非覆冰监测控制点的导线实时温度。111213 1415 国家已经正式下放了3G营运牌照，预计在未来几年内，3G通讯将有较大发展。3G系统的传输速率比现有的GPRS/CDMA系统将有一个极大的提高，中国移动3G系统TD-SCDMA、中国电信的CDMA2000与中国联通的WCDMA业务将在2009年上半年正式商用

3、，据了解，各运营商的3G业务传输速率理论都可达2MB/S-8MS/秒，预期在较短的时间内，工业用的手机模块也会出现在应用中。但由于本身中国三大电信运营商的3G基站建设工作需要逐步推进，整个过程预计需要2-3年的时间，如要3G信号能全面覆盖线路监测点附近偏僻地区，估计尚需要时日。但是，3G应用可以完全解决传输速率，实时图像传输等问题。因此，本系统的监测终端要求预留3G模块的升级接口，确保系统今后能够方便的升级为3G通信，有效的使用3G较高速率的无线传输能力。16对于个别GPRS信号差，又不具备光纤通信能力的点，本项目考虑采用北斗卫星通信系统，传递测量数据。与其他无线电台等传统方式比较，采用GSM

4、短信息网络系统具有以下优点：1、 速度快，实时性好，不掉线；2、 可以双向通信，及时返回终端信息；3、 设备体积小，操作简单； 4、 由于控制中心无须专门设置大功率发射电台，将大大降低安装费用；5、 覆盖面广受地理环境精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。17 本项目的一个难点就是在连续阴雨、低温等恶劣天气情况下，要确保通信、摄像等功能的能量供应需求。尤其是在采用光纤或卫星通信的情况下，功耗可达50W，为了确保能量供应，本项目采用磷酸铁锂电池组太阳能电池的供电方案，磷酸铁锂电池组用于在覆冰监测期间电池供电，太阳能电池用于非覆冰监测期间维持系统正常运转

5、供电。18 与锰酸锂相比，磷酸铁锂的容量密度更高，前者为100-115mAH/g，后者为130-140 mAH/g；充放电寿命更长，前者为500次以上，后者可达1500次以上；工作温度区间更大，前者为0至50，后者则为-40至70（磷酸铁锂电池能在低温下工作这一点优势非常关键）。综合各方面的供电技术考虑，本项目采用磷酸铁锂电池比较合适。目前磷酸铁锂电池由于电动汽车工业的推动，发展迅速，目前国内有很多厂家可以根据用户需要集成各种规格的磷酸铁锂电池组。 整个无线及光通讯系统耗电按50W功率考虑（经过系统集成和优化，还可适当降低），一天使用8小时（晚上没有光，视频系统无法使用），每天0.4KWh，假

6、设启动20天（连续阴雨天气后）则需要8kwh，需要约15块电池，合计约120kg。由于锂电池自身存在着3%左右的电量损耗，因此建议磷酸铁锂电池在12月1月根据现场气候情况安装。（但是电池组的组合、控制和安装点，需要专业厂家进一步研究）。19 采用缩短电池组更换时间的等方案，可以进一步解决采用缩短电池组更换时间的等方案，可以进一步解决摄像头融冰、特殊照明等功能能量需求。摄像头融冰、特殊照明等功能能量需求。 非覆冰期，主要目的是维持系统正常运转。采用太阳非覆冰期，主要目的是维持系统正常运转。采用太阳能和蓄电池供电方式维持系统正常运转。能和蓄电池供电方式维持系统正常运转。20 综上所述，在近期研究上

7、，建议每条线路光纤接入条件好的地综上所述，在近期研究上，建议每条线路光纤接入条件好的地方，选择方，选择1个点或重点选择几个点，组成互为备用的个点或重点选择几个点，组成互为备用的GPRS/CDMA与与光纤通信光纤通信双通道系统（第双通道系统（第4章提供了章提供了10个参考个参考点，可进一步优化）。其余点采用点，可进一步优化）。其余点采用GPRS/CDMA通信。通信。 从远景上看，将来可采用从远景上看，将来可采用3G通信作为本系统的支撑是比较适合通信作为本系统的支撑是比较适合的。因此，要求监测终端预留的。因此，要求监测终端预留3G升级接口。升级接口。 北斗卫星系统考虑在极端情况下使用，相对北斗卫星

8、系统考虑在极端情况下使用，相对GPRS/CDMA与光与光纤通信方式下的产品，终端成本和运行成本相对较高，对于无纤通信方式下的产品，终端成本和运行成本相对较高，对于无GPRS/CDMA网络覆盖与光纤网络无法到达的监测点，当一定网络覆盖与光纤网络无法到达的监测点，当一定要进行监测时，可考虑采用北斗卫星系统用短信进行数据收发，要进行监测时，可考虑采用北斗卫星系统用短信进行数据收发，但此系统只能用于在外部网络进行数据收发，现浙江省电力公但此系统只能用于在外部网络进行数据收发，现浙江省电力公司没有与北斗星通公司的短信系统进行直接连接。司没有与北斗星通公司的短信系统进行直接连接。21SVC融冰用微气象融冰

9、用微气象-覆冰后台软件系统是一套集数覆冰后台软件系统是一套集数据收集、数据存储、数据应用为一体的大型在线检测应据收集、数据存储、数据应用为一体的大型在线检测应用系统，其实时监测数据纳入浙江省电力公司用系统，其实时监测数据纳入浙江省电力公司PI实时实时/历历史数据应用系统统一管理，系统应用基于史数据应用系统统一管理，系统应用基于PI实时实时/历史数历史数据库开发。据库开发。 221、统一的装置通信规约制定统一的接入通信规约，可降低数据接入的复杂度，系统调试方便，并为今后装置的维护和系统的升级做好准备。2、多通道主备接入方式本系统主要用于接入野外线路的覆冰检测数据，恶劣的环境决定了接入失效发生的可

10、能相当大，有必要在设计时就考虑多个通道的备选接入方案。3、需要充分利用PI优势PI实时/历史数据库是浙江省电力公司的重要中心数据平台，具有存储效率高、运行可靠、开发便捷的优势。23整个后台系统基于成熟的PI系统开发，具有以下功能： 数据接口 动态覆冰监测 动态增容监测 运行荷载 SVC直流融冰 查询及统计分析 覆冰时实视频 通讯系统1. 系统设置24系统运行依赖前端在线监测装置监测系统、浙江电力PI实时/历史数据应用系统，以及省公司、金华局、双龙变电站通讯网络的正常运行。1、外部系统本项目的前端在线测量装置主要有：微气象-模拟导线覆冰在线监测系统；微气象-导线倾角覆冰在线监测系统；微气象-导线

11、荷重覆冰在线监测系统；省公司GPRS/CDMA网关；金华电业局PI数据库系统；省公司PI数据库系统。2、网络资源由于省公司GPRS/CDMA网关、金华局服务器，以及在线监测装置，处在不同的网络区域，需要分别开通防火墙。如果涉及仪器IP地址不足，可采用在变电站加装路由器方式来扩展IP地址。3、网络安全主站系统与其他系统的接口必须符合网络安全防护的要求，具体按照电监会5号令电力系统安全防护规定和34号文配套文件要求，符合“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的安全防护原则。2526所需硬件说明操作系统金华PI服务器用于存储数据，已有Windows省公司PI服务器用于存储数据，已有Windows

12、WEB服务器用于展示数据，已有Windows数据/图片接口服务器用于接收数据，需要新购Windows视频接口服务器用于接收视频流，需要新购Windows磁盘阵列用于存储流媒体数据文件，需要新购机柜用于安放新增的服务器，需要新购27 网络数据传输采用TCP/IP协议，连接可以由监测中心发起，也可以由数据集中器发起，具体由数据报文的类型决定。连接的发起者等同于客户（连接者），被连接者等同于服务器（侦听者）。详见浙江省架空输电线路在线监测系统应用层数据传输规约。2829方案一：1）气象监测系统 1套2) 导线倾角监测装置（含测温） 2套 3）绝缘子拉力传感器 3套4）绝缘子倾角监测装置（低压端） 本

13、塔1套邻塔（2套）5）防冰视频监控装置1套6）模拟导线覆冰监测装置 1套（不含气象监测装置）7） 终端设备1套（集多种模式数据采集、存储、通信模块）8）太阳能电池、畜电池组、锂电池组一组。方案二：1）气象监测系统 1套2) 导线倾角监测装置（含测温） 2套 3）绝缘子拉力传感器 3套4）绝缘子倾角监测装置（高压端，可含导线测温） 本塔1套邻塔（2套）5）防冰视频监控装置 1套6）模拟导线覆冰监测装置 1套（不含气象监测装置）7） 终端设备1套（集多种模式数据采集、存储、通信模块）8) 太阳能电池、畜电池组、锂电池组一组。2、导线测温系统装置类型和数量交跨受控点、融冰温度监控点、导线测温装置1套。30根据SVC融冰方案，本项目计划在双溪、龙溪、双万、龙象、双信、安龙共6条500kV上进行融冰，为了与融冰配合，原则上这6条线路的每条线路选择1个点作为双通道的覆冰监测点（即光缆GPRS）,共6个点（与单通道比，需要增加电池组、无线网桥设备6套，光电网网络设备、电池组3套），双通道点选择见下表。宁