輸電線路事故診斷遠程仿真系統(tǒng)設計及實現(xiàn)獲獎科研報告

輸電線路事故診斷遠程仿真系統(tǒng)設計及實現(xiàn)獲獎科研報告摘要：針對傳統(tǒng)輸電線路事故遠程診斷系統(tǒng)存在運行能耗大、診斷精度低的問題，設計一種新的輸電線路事故遠程診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體設計分為硬件設計和軟件設計，硬件部分主要分為三層，分別為數(shù)據(jù)采集層、后臺服務器層以及命令交互顯示層。對于軟件部分，構建了輸電線路事故與環(huán)境溫度、濕度、風速、風向時間等影響因素下事故診斷數(shù)學模型。仿真實驗結果表明，該系統(tǒng)運行能耗比傳統(tǒng)輸電線路事故診斷系統(tǒng)低，且事故診斷精度更高，具有很好的應用前景。

關鍵詞：輸電線路;事故診斷;系統(tǒng)設計;事故診斷

引言

近年來，我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，工業(yè)化進程不斷深入，對電力供應系統(tǒng)提出了更高的要求，盡管電網(wǎng)系統(tǒng)不斷完善和發(fā)展輸電線路的建設工程遍地開花，但是由于輸電線路自身地理位置和自然環(huán)境以及人文環(huán)境的特殊性，線路搭建的支撐點多，覆蓋面廣，且多數(shù)電路暴露在野外，沒有任何遮擋措施，常年遭受雨雪冰雹的侵蝕，除此之外，人為因素造成的線路損壞、跳閘，甚至輸電事故的比例逐年增加，迫使電力系統(tǒng)管理部門不得不對外力破壞線路加大重視程度。隨著電網(wǎng)結構的發(fā)展和完善，輸電線路的建設得到了長足發(fā)展。但是，由于輸電線路所處地理位置和環(huán)境條件的特殊性，桿塔點多、面廣、線長，終年暴露在野外，除了要遭受大風、雷擊、暴雨、冰雪等自然災害的侵襲外，人為因素、外力破壞引起的線路跳閘、線路被迫停電事故的概率呈上升趨勢，不能不引起我們的極大重視。特別是近年來新能源發(fā)電的發(fā)展，許多大型的發(fā)電設備的應用極大程度上增加了輸電線路的維護保養(yǎng)的難度和風險，一些地區(qū)利用自然資源如風能和太陽能等一系列發(fā)電設施，這些設施的建設也給輸電線路的安全造成了一定的威脅，同時加大了人員維護的難度。因而，為了保障我國電力系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，分析輸電線路受到外力破壞的原因是非常有必要的，同時要積極地將這些破壞因素降低，才是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要保障。

1輸電線路事故遠程診斷遠程仿真系統(tǒng)硬件設計

1.1事故數(shù)據(jù)采集及存儲模塊

（1）設備空間信息數(shù)據(jù)：該部分主要包含絕緣子懸掛位置桿塔、線路拓撲結構數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、導地線的連接方式、桿塔位置數(shù)據(jù)、導線相位變化情況等;（2）通道基礎地形數(shù)據(jù)：基礎地形數(shù)據(jù)主要包含線路覆蓋地區(qū)地名、電網(wǎng)所在地的地形地貌背景、交通道路路等各項數(shù)據(jù)，以及與輸電線路存在關聯(lián)的其他數(shù)據(jù);（3）基礎臺賬數(shù)據(jù)：輸電線路主要由通道環(huán)境、導地線、絕緣子串、導線型號、接地裝置、附屬設施、金具、桿塔等基礎部件組成。根據(jù)線路及其部件的設備檔案數(shù)據(jù)包含絕緣子串形、桿塔型號、出廠日期、導線排列方式、絕緣子盤徑、金具型號、所屬工區(qū)、安裝位置、地線股數(shù)、電壓等級、投運日期線路長度、地線型號、導線分裂根數(shù)、絕緣子型號、架設方式等。

1.2存儲器設計

而對于輸電線路事故遠程診斷的數(shù)據(jù)存儲模塊，該模塊使用OYR存儲器，其可以將輸電線路事故診斷的視頻、文字、音頻數(shù)據(jù)一同儲存。輸電線路事故診斷的存儲器內部設有由數(shù)據(jù)通道34個，GJK出口23個，QCB出口28個，運轉速度為960MHz。輸電線路事故診斷的存儲器的內部結構由兩部分組成，該結構的功能是程序處理和基本存儲。基本存儲被分成三個區(qū)域，分別負責用戶端、HBV數(shù)據(jù)塊、和程序塊。存儲器結構如下圖3所示。觀察圖3可知，該系統(tǒng)存儲器的最大功率不能超過15mW，這樣才會保障同時運轉內部通道控制器和存儲數(shù)據(jù)，精準儲存各項數(shù)據(jù)。其中輸電線路事故遠程診斷系統(tǒng)的內部通道控制器必須保證是存儲數(shù)據(jù)的4倍，提升存儲器的準確度。

2輸電線路事故預防措施

2.1做好防冰準備，及時除冰

經(jīng)過長期研究得知，覆冰事故多發(fā)生在分水嶺以及有湖泊地帶，因此，在建設輸電線路時，應繞開這些地區(qū)，這也是目前最有效避免覆冰事故發(fā)生的辦法。對于那些難以繞開的地區(qū)，在實際建設輸電線路時應結合當?shù)氐匦闻c氣候進行設計，研究可能發(fā)生覆冰的機率，確保其具有極強的抗冰能力，從而防止電力設備與電氣設備受到損壞[3]。此外，還應及時除冰?，F(xiàn)階段具有三十多種除冰方法，但總的歸結起來主要有三類：①熱力除冰，這種除冰方式就是運用熱源或輸電線自身的熱量融化覆蓋在輸電線路上的冰雪。這就需要相關工作人員提升線路電流，通過焦耳效應完成加熱工作，如常見的負荷融冰和短路融冰就是典型代表。另外，還可以加熱電阻絲等對邊際電流進行加;②機械除冰。這種除冰辦法通常需要人工作業(yè)將覆冰鏟除，典型代表有滑輪鏟刮;③自然脫冰。這樣除冰方法主要是依靠自熱風力完成脫冰工作，具有簡單方便的特點，但卻會極易發(fā)生輸電線跳躍情況，引發(fā)線路事故。

2.2建立健全防外力破壞保障制度

針對我國現(xiàn)階段存在的外力破壞輸電線路的狀況，要切合實際地建立健全防外力破壞保障制度體系，成立防外破組織機構，明確各級部門職責、規(guī)范電力設施防外力破壞工作，增強廣大干部職工的責任感和參與意識，動員社會各界力量，形成群防群治氛圍，嚴密防范和有效處置故障或事故，使桿塔保護可控、在控，確保電網(wǎng)安全，打下堅實的基礎。同時積極發(fā)揮群眾力量，群眾監(jiān)督，從自身做起，保護輸電線路的穩(wěn)定安全，使得經(jīng)濟建設能夠快速有條不紊地進行。

2.3加強電力安全的宣傳教育工作

為了維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、輸電線路的安全，防止電力設施外力破壞，僅靠運行和管理部門是無法達到效果的，必須依靠人民群眾的力量，讓基層人民了解輸電安全的重要性以及外力破壞對經(jīng)濟和人身傷害的嚴重性，電力系統(tǒng)管理部門可以通過現(xiàn)有的宣傳手段和宣傳渠道對防外力破壞的重要性進行重點宣傳，在易發(fā)生事故的地方懸掛標語和警示牌，防止事故的發(fā)生。

2.4做好防舞工作

要做好輸電線路的防舞工作，應從三方面進行。①做好避舞工作。由于線路舞動通常發(fā)生在覆冰以后且風力較大地區(qū)，因此在選擇輸電線路建設地址時，應避免在冬季多風地點和山谷等地方進行，對于線路走向，應順應冬季主導風向，盡量減少線路舞動。②抗舞工作?？刮韫ぷ鞑粦诰€路舞動以后再進行，應不斷提升輸電線路的電氣能力與機械能力強化抗舞功能，如在實際工作中，可以適當?shù)脑黾訔U塔高度使桿塔具有良好的舞動能力，或提升金具耐性，這樣即便發(fā)生了線路舞動情況也不會出現(xiàn)損害或松動情況。③抑制舞動。要做好抑制舞動工作，應結合防舞機理完成工作，增設抑制舞動裝置。如轉變輸電線路性能，失諧舞就是其典型代表?；蛱嵘旊娋€路系統(tǒng)完成抑制舞動，典型代表有自阻尼線路。這樣都是有效防止線路舞動的主要方式。

結語

通過以上研究得知，我國輸電線路覆冰事故在近年來頻繁發(fā)生，給我國人民與經(jīng)濟發(fā)展帶來嚴重損失，因此，一定要改變這種情況，減少覆冰危害，確保人們與國家利益。針