智能電網(wǎng)在線監(jiān)測與故障診斷

智能電網(wǎng)在線監(jiān)測與故障診斷,2,2001年開始研發(fā)輸電線路在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。本項(xiàng)目涵蓋的監(jiān)測診斷內(nèi)容：1）導(dǎo)線、絕緣子、MOA、桿塔等設(shè)備自身故障；2）自然災(zāi)害對輸電設(shè)備造成的破壞（暴雪、臺風(fēng)、泥石流、雷擊等）；3）人為因素對輸電設(shè)備的破壞等。,項(xiàng)目簡介,3,GPRS/CDMA/GSM,二、項(xiàng)目概況（1）,自2001年起研發(fā)成功系列在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，并產(chǎn)業(yè)化，包括：1）輸電線路覆冰監(jiān)測與預(yù)測模型；2）輸電線路導(dǎo)線測溫及動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)；3）輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測與診斷算法；4）輸電線路導(dǎo)線風(fēng)偏角監(jiān)測與計(jì)算；5）輸電線路導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測與診斷算法；6）輸電線路絕緣子污穢狀況監(jiān)測與診斷算法；7）輸電線路MOA監(jiān)測與診斷算法；8）輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測與計(jì)算；9）輸電線路微氣象監(jiān)測及微氣象對線路運(yùn)行的影響機(jī)理；10）輸電線路防盜監(jiān)控及報(bào)警策略；11）輸電線路圖像/視頻監(jiān)控及差異性分析;12）輸電線路運(yùn)行工況智能化故障診斷專家系統(tǒng)。,4,5,監(jiān)控中心,查詢終端,圖像、力、傾斜角度、風(fēng)偏角度、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等,GPRS/CDMA/GSM,監(jiān)測裝置,監(jiān)測裝置,監(jiān)測裝置,監(jiān)測裝置,項(xiàng)目概況（1）（1）輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)與相關(guān)模型研究,6,7,實(shí)時(shí)監(jiān)測各桿塔上的覆冰和導(dǎo)線舞動(dòng)情況，并通過對分機(jī)的點(diǎn)測巡測的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，利用各種模型計(jì)算、判斷該監(jiān)測點(diǎn)的覆冰狀況，根據(jù)用戶需求和覆冰生長機(jī)理給出預(yù)報(bào)警；報(bào)警信息有界面報(bào)警和短消息模式發(fā)給當(dāng)前管理員和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)；專家軟件集中管理覆冰導(dǎo)線重量變化以及環(huán)境參數(shù)，提供單獨(dú)和全面的查詢、分析和圖表等，建立完善覆冰信息數(shù)據(jù)庫，為理論模型的修正和準(zhǔn)確計(jì)算提供一種手段；部分開放計(jì)算模型，允許用戶將運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入計(jì)算模型，使載荷、覆冰計(jì)算更加準(zhǔn)確，報(bào)警更加可靠；,8,覆冰雪在線監(jiān)測系統(tǒng)成功監(jiān)測案例（1）,人工除冰，冰災(zāi)成功避免,監(jiān)測系統(tǒng)報(bào)警,9,2007年1月安裝在武漢超高壓公司的監(jiān)測系統(tǒng)成功監(jiān)測線路冰雪發(fā)展過程,覆冰雪在線監(jiān)測系統(tǒng)成功監(jiān)測案例（2）,10,2008-2-279:38:00,2008-2-2614:39:00,2008-2-269:39:00,2008-2-2514:35:00,四川省電力公司西昌電業(yè)局的覆冰定性在線監(jiān)測系統(tǒng),覆冰雪在線監(jiān)測系統(tǒng)成功監(jiān)測案例（3）,11,覆冰預(yù)測模型研究,貴州電網(wǎng)110kV濫二線2008-12-14至2009-01-28的覆冰監(jiān)測數(shù)據(jù)為分析對象,12,表1模糊規(guī)則表,圖6各樣本點(diǎn)實(shí)際覆冰與預(yù)測覆冰數(shù)據(jù)的對比,13,辦公環(huán)境,2005年3月，國家電網(wǎng)公司在北京特別召開提高電網(wǎng)輸送能力工作會(huì)議，會(huì)議指出“在加快特高壓骨干電網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，需積極提高現(xiàn)有電網(wǎng)輸送能力”。,如何安全提高現(xiàn)有輸電線路單位走廊的輸送容量?,2009年國家電網(wǎng)提出建造“智能電網(wǎng)(SmartGrid)”，動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)作為前端儀表、輸送容量調(diào)度中心的最重要組成單元，進(jìn)一步確定了這一研究的必要性。,靜態(tài)提溫增容技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)增容技術(shù),項(xiàng)目概況-（2）輸電線路測溫及動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng),14,華東區(qū)域電網(wǎng)越限次數(shù)統(tǒng)計(jì),15,溫度、濕度、日照強(qiáng)度、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向等）,后臺單元現(xiàn)場單元,16,系統(tǒng)功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測導(dǎo)線溫度及環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、日照等；診斷中心以曲線、報(bào)表等方式反映各接點(diǎn)溫度變化情況；按照動(dòng)態(tài)增容理論計(jì)算當(dāng)前線路可允許的最大載流量；為電網(wǎng)運(yùn)行提供微氣候參考；具有智能報(bào)警功能。,17,輸電線路載流量簡化計(jì)算模型,840/848,930/936,1010/1015,90,750/748,855/850,950/939,80,630/627,760/750,865/853,70,470/467,640/628,775/753,60,40,30,20,環(huán)境溫度（）,導(dǎo)線溫度(),模型驗(yàn)證結(jié)果,動(dòng)態(tài)增容模型研究,18,圖模型預(yù)測實(shí)時(shí)載流量與SCADA實(shí)際電流比較,19,表2專家軟件計(jì)算的載流量與SCADA數(shù)據(jù)對比（A）,20,輸電線路躍遷時(shí)的溫度變化模型和弧垂變化模型,21,輸電線路隱性容量計(jì)算模型,22,運(yùn)行實(shí)例分析,該系統(tǒng)自2009年在江蘇省電科院安裝運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，載流量計(jì)算模型經(jīng)過修正和改善，初步達(dá)到指導(dǎo)線路運(yùn)行的目的。,（a）導(dǎo)線溫度監(jiān)測數(shù)據(jù),23,（a）導(dǎo)線溫度監(jiān)測數(shù)據(jù),（b）環(huán)境溫度變化曲線圖,（c）環(huán)境濕度變化曲線圖,（d）環(huán)境風(fēng)速變化圖,（e）環(huán)境日照強(qiáng)度變化圖,24,根據(jù)上述監(jiān)測數(shù)據(jù)和載流量計(jì)算出當(dāng)前線路運(yùn)行的載流量，并將模型計(jì)算結(jié)果與SCADA數(shù)據(jù)對比分析，分析發(fā)現(xiàn)兩者之間的誤差小于5%。,載流量模型計(jì)算值與SCADA系統(tǒng)數(shù)值對比,25,項(xiàng)目概況,（3）輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測與診斷算法實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)線舞動(dòng)的在線監(jiān)測。研制了基于位移傳感器、加速度傳感器的輸電導(dǎo)線舞動(dòng)在線監(jiān)測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)線舞動(dòng)特征參數(shù)包括舞動(dòng)的半波數(shù)、舞動(dòng)頻率、舞動(dòng)幅值、舞動(dòng)時(shí)的導(dǎo)線張力等信息的監(jiān)測。創(chuàng)新點(diǎn)：舞動(dòng)加速度傳感器設(shè)計(jì)、導(dǎo)線舞動(dòng)機(jī)理以及舞動(dòng)軌跡還原算法等。授權(quán)實(shí)用新型2項(xiàng)、公開發(fā)明2項(xiàng)。,安裝現(xiàn)場,舞動(dòng)傳感器安裝,專家軟件,26,27,項(xiàng)目概況,（4）輸電線路導(dǎo)線風(fēng)偏角監(jiān)測與計(jì)算將角度傳感器同時(shí)安裝在導(dǎo)線跳線和絕緣子串下端兩個(gè)位置，建立了線路風(fēng)偏角分析計(jì)算模型，保證了風(fēng)偏角的測量精度。創(chuàng)新點(diǎn)：角度傳感器設(shè)計(jì)、角度傳感器同步采樣、導(dǎo)線側(cè)角度傳感器的電源和信號傳輸設(shè)計(jì)等。授權(quán)實(shí)用新型2項(xiàng)、申請發(fā)明1項(xiàng)。,角度傳感器安裝,專家運(yùn)行界面,28,項(xiàng)目概況,（5）輸電線路導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測與診斷算法由若干臺導(dǎo)線振動(dòng)采集單元和一臺線路監(jiān)測子站組成。通過測量在導(dǎo)線線夾出口處附近的動(dòng)彎應(yīng)變來反映風(fēng)振狀況。創(chuàng)新點(diǎn)：振動(dòng)振幅/頻率采集處理、微風(fēng)振動(dòng)疲勞破壞機(jī)理以及振動(dòng)破壞診斷算法等。公開發(fā)明2項(xiàng)。,微風(fēng)振動(dòng)傳感器安裝現(xiàn)場,專家界面,29,項(xiàng)目概況,(6)輸電線路絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)前期采用絕緣子泄漏電流進(jìn)行絕緣子污穢的判斷，并設(shè)計(jì)了新型光學(xué)傳感器進(jìn)行污穢檢測，建立了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等專家診斷模型，繪制了國內(nèi)第一套動(dòng)態(tài)污區(qū)分布圖。創(chuàng)新點(diǎn)：泄漏電流傳感器、新型光學(xué)傳感器、污穢診斷分析模型等。授權(quán)發(fā)明1項(xiàng)、實(shí)用新型2項(xiàng)。,安裝現(xiàn)場,動(dòng)態(tài)污區(qū)圖,泄漏電流傳感器,光學(xué)鹽密傳感器,30,項(xiàng)目概況,(7)輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測與計(jì)算通過雙軸傾角傳感器測出桿塔在順線路方向和橫線路方向傾斜角度，進(jìn)而計(jì)算出桿塔在順線路方向和橫線路方向的傾斜度和綜合傾斜度。創(chuàng)新點(diǎn)：雙軸傾角傳感器的設(shè)計(jì)。申請發(fā)明1項(xiàng)。,角度傳感器,安裝現(xiàn)場,專家軟件界面,31,項(xiàng)目概況,（8）輸電線路微氣象監(jiān)測及微氣象對線路運(yùn)行的影響機(jī)理實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行輸電線路沿線區(qū)域的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓、日照強(qiáng)度等氣象信息采集；研究了微氣象對輸電線路運(yùn)行的影響機(jī)理，提出并制定了覆冰區(qū)、舞動(dòng)區(qū)、微風(fēng)振動(dòng)區(qū)、污穢區(qū)等微氣象區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)。創(chuàng)新點(diǎn)：新型傳感器設(shè)計(jì)、微氣象對線路運(yùn)行影響機(jī)理等。授權(quán)實(shí)用新型1項(xiàng)、申請發(fā)明1項(xiàng)。,安裝現(xiàn)場,1000kV輸電線路微氣象區(qū)劃分,32,項(xiàng)目概況,（9）輸電線路防盜監(jiān)控及報(bào)警策略現(xiàn)場布置生物傳感器、微波、超聲以及振動(dòng)傳感器，當(dāng)在遭到人為破壞時(shí)，并可配置攝像機(jī)，自動(dòng)調(diào)整云臺和鏡頭，進(jìn)行拍攝并報(bào)警。創(chuàng)新點(diǎn)：新型防盜傳感器、防盜報(bào)警策略。,安裝桿塔總體圖,安裝現(xiàn)場,33,項(xiàng)目概況,（10）輸電線路圖像/視頻監(jiān)控及差異性分析研究了彈性圖匹配、隱馬爾可夫模型、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等各種圖像處理算法并嵌入到監(jiān)控中心專家軟件中，首次基于圖像視頻差異性分析實(shí)現(xiàn)了絕緣子覆冰、導(dǎo)線覆冰、導(dǎo)線風(fēng)偏、導(dǎo)線舞動(dòng)和桿塔防盜等線路運(yùn)行狀態(tài)提取。創(chuàng)新點(diǎn)：各種圖像識別智能算法、攝像機(jī)低功耗設(shè)計(jì)及專家診斷模型等。申請發(fā)明3項(xiàng)。,安裝現(xiàn)場,專家軟件,34,舞動(dòng)差異化分析過程,覆冰差異化分析過程,35,項(xiàng)目概況,（11）全工況在線監(jiān)測和預(yù)警專家系統(tǒng)提出并實(shí)現(xiàn)了基于因特網(wǎng)技術(shù)的電氣設(shè)備遠(yuǎn)程在線狀態(tài)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的構(gòu)架，研究了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信、遠(yuǎn)程診斷及多服務(wù)器/多專家網(wǎng)上會(huì)診等工作機(jī)制和關(guān)鍵技術(shù)。創(chuàng)新點(diǎn)：多信息數(shù)據(jù)融合技術(shù)、綜合診斷算法等。授權(quán)軟件著作權(quán)3項(xiàng)。,全國輸電線路在線監(jiān)測中心（西安金源）,監(jiān)測中心運(yùn)行專家軟件界面,36,技術(shù)認(rèn)定證明：,1產(chǎn)品鑒定證書陜工交辦簽字（2007）003號2國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)報(bào)告06391號和06844號3國網(wǎng)武漢高壓研究所2007輸電字第3073號4國網(wǎng)電力建設(shè)研究院檢驗(yàn)報(bào)告K307S39075國家電電力建設(shè)研究院檢驗(yàn)報(bào)告K106S35976電力工業(yè)電力線路器材質(zhì)量檢測中心S211-20077陜西國防區(qū)域計(jì)量站7101校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室拉力傳感器檢定證書L105121858西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司理化檢測中心拉桿受力檢測報(bào)告(2006)第15字9陜西電力科學(xué)研究院高低溫、振動(dòng)試驗(yàn)報(bào)告200604910國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)報(bào)告07310號,37,11國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)報(bào)告07551號12陜西省軟件評測中心檢測報(bào)告2007-4171號13陜西電力科學(xué)研究院檢測報(bào)告2006-083號14產(chǎn)品鑒定證書陜工交辦簽字（2004）030號15國家絕緣子避雷器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)報(bào)告NO.WJ-090-200416國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)報(bào)告NO.0595517西北電力試驗(yàn)研究院檢驗(yàn)報(bào)告200417018西安科技計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收證書（2006）50號19華北電網(wǎng)北京超高壓公司驗(yàn)收會(huì)資料20陜西省軟件評測中心檢測報(bào)告2007-4170號21陜西電力科學(xué)研究院檢測報(bào)告2006-109號22國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)報(bào)告07552號,38,四、推廣應(yīng)用,產(chǎn)品用于除臺灣外全國網(wǎng)省公司，并出口菲律賓；用于國內(nèi)首條1000kV晉東南-荊陽交流特高壓、800kV向家壩-上海直流特高壓、西北750kV平?jīng)?乾縣、三峽輸變電工程等國家重點(diǎn)工程；已及時(shí)發(fā)現(xiàn)100余起線路安全隱患，發(fā)揮了重要作用。,39,運(yùn)行案例,(1000kVHVAC),40,2011年貴州電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析【20套裝置，19套運(yùn)行正常，截至2011年1月16日共正確指導(dǎo)了20次融冰過程?！?41,在線監(jiān)測技術(shù)是真正實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的重要基礎(chǔ)，但在線監(jiān)測裝置由于發(fā)展時(shí)間短、運(yùn)行條件惡劣等原因還存在一些問題。如華東電網(wǎng)公司及華東電研院2005年對國家電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的在線監(jiān)測裝置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：在已裝的742套主變在線監(jiān)測設(shè)備中，已成功地發(fā)現(xiàn)缺陷及報(bào)警的有19臺次，這說明還是有效果的；但監(jiān)測設(shè)備的自身事故卻有350臺次，因而在調(diào)查該不該進(jìn)一步推廣該類在線監(jiān)測設(shè)備時(shí)，贊成的僅占三分之一?？墒桥c主變在線監(jiān)測設(shè)備相比，對金屬氧化物避雷器的在線監(jiān)測持贊成態(tài)度的達(dá)83，而對電容型設(shè)備在線監(jiān)測持贊成態(tài)度的僅14。出現(xiàn)此類差異主要是由于裝置的穩(wěn)定性和實(shí)用性引起的。據(jù)統(tǒng)計(jì)在20022005年安裝的輸電線路在線監(jiān)測裝置80%以上已經(jīng)無法運(yùn)行，筆者在2002年研發(fā)了輸電線路泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，截至到2006年合作單位西安金源電氣有限公司更換了泄漏電流在線監(jiān)測裝置250余套。這其中既有裝置本身的原因，也有用戶管理維護(hù)的原因以及產(chǎn)品缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無法指導(dǎo)生產(chǎn)等原因，為了使在線監(jiān)測技術(shù)真正成為防止電網(wǎng)事故大面積停電的第一道防御系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，我們必須盡快解決如下相關(guān)問題?，F(xiàn)場安裝視頻。,當(dāng)前在線監(jiān)測技術(shù)存在的問題：,42,在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化,在線監(jiān)測技術(shù)總體還處于研發(fā)階段，其新技術(shù)、新方法和診斷軟件都在不斷完善和改進(jìn)，加之市場競爭導(dǎo)致相互溝通少，因此在線監(jiān)測裝置與診斷閾值的標(biāo)準(zhǔn)化問題進(jìn)展緩慢。在線監(jiān)測能實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化，但要判斷被監(jiān)測設(shè)備是否需停電維修或報(bào)警，還需要積累大量的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)；同時(shí)離線試驗(yàn)與在線監(jiān)測的同一個(gè)特征量是否等價(jià)也還需要運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來檢驗(yàn)。對于運(yùn)行部門目前最關(guān)心的報(bào)警閾值問題，其閾值只能按已有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和參考同類設(shè)備安裝在線監(jiān)測設(shè)備后連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化規(guī)律或已發(fā)生事故的數(shù)據(jù)來確定，且因同一類輸變電設(shè)備不同廠家采用的工藝水平、材質(zhì)等也有很大差異，實(shí)際上也很難規(guī)定不同類型輸電設(shè)備的統(tǒng)一報(bào)警的閾值。隨著在線監(jiān)測裝置的推廣應(yīng)用，在掌握大量數(shù)據(jù)變化規(guī)律與設(shè)備故障的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后，最終可制定出不同輸變電設(shè)備的報(bào)警閾值范圍。目前，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與離線試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間有一定差異，不能把在離線試驗(yàn)診斷標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)作為在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的診斷標(biāo)準(zhǔn)。,43,在線監(jiān)測技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性,電路設(shè)計(jì)監(jiān)測分機(jī)為了能夠在高低溫、強(qiáng)磁場下穩(wěn)定運(yùn)行，需采取一些措施，硬件方面：需要采用工業(yè)級甚至軍品級的元器件；需針對各輸入輸出接口，采取防雷、防滲、防干擾等措施的保護(hù)電路設(shè)計(jì)；此外，各傳感器和主電子線路分置于獨(dú)立的屏蔽盒中，系統(tǒng)采用屏蔽盒內(nèi)多層隔離的方法，防止大信號串入燒壞核心電路。軟件方面：微處理器軟件除設(shè)置有常用的看門狗、防飛指令外，還應(yīng)設(shè)置有大量的錯(cuò)誤陷阱及標(biāo)志，一旦程序出現(xiàn)任何問題，系統(tǒng)都能采取復(fù)位、自動(dòng)糾錯(cuò)等方式自行維護(hù)，保證軟件常年正常運(yùn)行。另外，對于一些重要數(shù)據(jù)和標(biāo)志，系統(tǒng)還采用多重備份的方式對其進(jìn)行保護(hù)。,44,2.超低功耗技術(shù)現(xiàn)場在線監(jiān)測分機(jī)往往安裝在高壓桿塔上，對輸電設(shè)備狀態(tài)信息和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行長年24小時(shí)不間斷監(jiān)測，能源問題成為系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)和可靠運(yùn)行的關(guān)鍵?，F(xiàn)場監(jiān)測分機(jī)應(yīng)在綜合應(yīng)用各種先進(jìn)的超低功耗設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，塔上監(jiān)測主機(jī)采用超低功耗微處理器及其它低功耗器件，降低整機(jī)工作電流。桿塔監(jiān)測單元可采用以太陽能電池對硅能蓄電池進(jìn)行浮充的供電方式，并采用微處理器對電池特性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，嚴(yán)格按照蓄電池充放電特性曲線進(jìn)行充放電控制。系統(tǒng)同時(shí)采用系統(tǒng)休眠、待機(jī)及定時(shí)開機(jī)的工作方式，使系統(tǒng)整機(jī)即使在無陽光情況下也可連續(xù)運(yùn)行45天以上，以確保其常年運(yùn)行。對于測量導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線舞動(dòng)、振動(dòng)監(jiān)測的單元?jiǎng)t需要采取導(dǎo)線抽能、太陽能加蓄電池、電池等方式供電。,45,3.傳感器技術(shù)先進(jìn)的傳感器是實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維修的重要手段，也是一個(gè)長盛不衰的研究熱點(diǎn)。因?yàn)楣收显\斷技術(shù)的發(fā)展首先取決于能否獲取盡可能多的有用信息，這是數(shù)據(jù)處理和診斷決策的基礎(chǔ)。一些原來用于軍事方面的傳感技術(shù)已有一部分移植到電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測上來，如光纖傳感器等。目前研究重點(diǎn)就是發(fā)展集成化、陣列化、智能化的傳感器和壓敏、熱敏及氣敏等敏感元器件產(chǎn)品。除傳感器本身的問題外，需要研究的還包括傳感器的放置問題，在很多情況下，傳感器的位置不同可能會(huì)造成不同的測量結(jié)果。,46,4.無線通信針對輸電線路分布廣、距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的RS232、RS485、紅外、無線電等短距離通信手段無法實(shí)現(xiàn)對輸電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測。通信技術(shù)是制約在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的瓶頸，隨著GSM/GPRS/CDMA/衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測成為可能。桿塔上現(xiàn)場監(jiān)測分機(jī)通過GSM/GPRS/CDMA模塊與監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線通信。通過優(yōu)化天線設(shè)計(jì)、對通訊單元和采樣單元進(jìn)行時(shí)間和空間隔離、整機(jī)多層屏蔽等方式保證數(shù)據(jù)采集和通訊的正常運(yùn)行。對于沒有移動(dòng)信號的地區(qū)可采用無線接力方式將信號傳遞到有移動(dòng)信號桿塔，再通過GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離傳輸?；虿捎眯l(wèi)星通信的方式，但其功耗大，價(jià)格高。,47,5.老化試驗(yàn)作為制造商，首先是在線監(jiān)測裝置的所有元器件要經(jīng)過相應(yīng)的老化試驗(yàn)才能選用；其次是整機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)單元通過必要的老化試驗(yàn)找出薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)整機(jī)系統(tǒng)也要進(jìn)行出廠老化試驗(yàn)，要進(jìn)行哪些老化試驗(yàn)項(xiàng)目，目前雖無標(biāo)準(zhǔn)可循，但可借用相應(yīng)的其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。,48,6.電磁兼容性在高電壓、大電流的強(qiáng)電場環(huán)境中，以微電子線路為主體的微處理器、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)等監(jiān)測裝置常受到強(qiáng)電磁輻射、雷電沖擊、高頻噪聲和諧波干擾等，引起系統(tǒng)可靠性降低，輕則產(chǎn)生誤動(dòng)作，重則系統(tǒng)“死機(jī)”。為解決抗干擾問題，研究者和制造商們花了很大的力氣研究防電磁干擾的問題，系統(tǒng)在硬件和軟件兩方面都采用了相應(yīng)措施。目前在實(shí)驗(yàn)室已做到非常高的精度，問題在于對不同變電站的干擾源及其傳播路徑需要做出對應(yīng)的分析和采取相應(yīng)的措施。因此，需要在總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)的出廠和安裝完后交接時(shí)的電磁兼容性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。按照先前經(jīng)驗(yàn)，在750kV以下的輸電線路至少需通過以下四項(xiàng)試驗(yàn)：靜電放電抗擾度試驗(yàn)四級，工頻磁場抗擾度試驗(yàn)四級，浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)四級，電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)四級。,49,7.現(xiàn)場維護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)同其他設(shè)備一樣，需要進(jìn)行維護(hù)，而目前沒有相關(guān)的運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，也未出臺相應(yīng)的維護(hù)制度，必須將在線監(jiān)測系統(tǒng)納入到與其他設(shè)備一樣的維護(hù)制度中來，才能發(fā)揮它的作用。在線監(jiān)測的傳感器及前置放大器等輔助器件，在長時(shí)間復(fù)雜而惡劣環(huán)境中運(yùn)行后，電子器件因老化而使相應(yīng)特性及靈敏度發(fā)生變化，光敏、氣敏等傳感件敏感性降低、機(jī)構(gòu)部件不靈等，都會(huì)使檢測的數(shù)據(jù)發(fā)生偏差，需要定期重新設(shè)置標(biāo)定、檢修或更新。因此在線監(jiān)測裝置廠商需要給出可靠的免維護(hù)時(shí)間或更換周期，廠商與用戶可通過在線監(jiān)測技術(shù)及時(shí)了解和掌握運(yùn)行狀況，商定維修方案。廠商在目前需要建立自己產(chǎn)品分布的信息管理網(wǎng)站和高水平的快速反映維護(hù)隊(duì)伍，用戶也要有從事在線監(jiān)測裝置維修與技術(shù)管理的專職工程師。,50,狀態(tài)分析與故障診斷,1.監(jiān)測量選擇問題要求系統(tǒng)所選的監(jiān)測參量能夠有效地反映設(shè)備的特征狀態(tài)，其測量準(zhǔn)確度要滿足狀態(tài)評估的要求，監(jiān)測參數(shù)的選擇是選用在線監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。經(jīng)過多年的輸變電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)尤其是預(yù)防性試驗(yàn)積累的經(jīng)驗(yàn)，對輸變電設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)已有了較多的了解，這在DL/T596中已闡釋。在線監(jiān)測的主要任務(wù)是對既能直接或間接反映主設(shè)備性能狀態(tài)又可實(shí)現(xiàn)在線測量的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。在線監(jiān)測的特征量既包含了一些可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的離線試驗(yàn)項(xiàng)目，也在不斷研究和引入一些反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的新特征量，從而全面地反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)，運(yùn)行電壓下測量的特征量參數(shù)比預(yù)防性試驗(yàn)所加電壓下的離線試驗(yàn)的同一特征參數(shù)正確度高，更能真實(shí)地反映設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)。,51,表1-1輸電線路在線監(jiān)測的主要項(xiàng)目,52,2.智能算法由于監(jiān)測量與故障之間往往缺乏一一對應(yīng)關(guān)系，如何處理監(jiān)測技術(shù)的狀態(tài)分析準(zhǔn)確度和智能化水平之間的關(guān)系仍是一個(gè)重要課題。目前在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累還遠(yuǎn)未達(dá)到制定分析判斷標(biāo)準(zhǔn)的程度，報(bào)警閾值設(shè)置多少合適沒有充分依據(jù)。目前模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家知識等智能算法已經(jīng)開始應(yīng)用于在線監(jiān)測。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有突出的特征提取、模式識別和模式分類的能力，因此可采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來提取設(shè)備狀態(tài)特征、狀態(tài)識別和故障診斷。而基于知識的系統(tǒng)（專家系統(tǒng)）則具有知識的綜合、推理、判別的能力，因而可應(yīng)用于設(shè)備的綜合管理、狀態(tài)評估和系統(tǒng)集成。此外，近年發(fā)展迅速的小波變換，用于突變的非平穩(wěn)信號的分析，比傳統(tǒng)的FFT變換有更好的效果，因此用它來分析由于狀態(tài)的變化而引起的信號突變及特征提取將是一種很有用的工具。為盡快制定診斷標(biāo)準(zhǔn)，各電力行業(yè)必須組織一些專業(yè)技術(shù)人員對管轄區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)一管理和對監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析；積極采用多種特征量的在線監(jiān)測系統(tǒng)，以便積累各種特征量與故障間的關(guān)系及變化規(guī)律，而不要輕易放