输电线路杆塔倾斜在线监测的应用

中国幅员辽阔,可开发的水力资源的三分之二分布在西北和西南地区,煤炭资源大部分蕴藏在西北地区北部和华北地区西部,而负荷中心主要集中在东部沿海地区。由此造成电力资源与负荷中心分布不均匀,加上我国电力需求持续增加,电网规模迅速扩大,对输电线路安全运行的要求越来越高。在自然环境和外界条件作用下,如采空(采煤后废弃的空间)地区,飓风、重覆冰的极端气象地区,杆塔基础时常会发生滑移、倾斜、沉降、开裂等现象,从而引起杆塔变形或倾斜。杆塔倾斜会造成倒塔、断线、跳闸等灾害。杆塔倾斜属于典型的隐形故障,在杆塔倾斜现象发生的发展初期,巡线人员很难用肉眼观察到其微小变化。当发现其沉降时,输电线路已处于危险状态。

安装FH-9001杆塔倾斜监测装置,可以发现杆塔变形和倾斜,找出其发生、发展的特点,及时掌握早期杆塔变化,预见其发展程度,并及时采取相应措施,确保线路的安全运行。

1、双轴倾角传感器

架空线杆塔倾斜倒塌是一个缓慢变化的过程单凭人工巡检是无法及时发现的。另外,人工巡检也无法做到实时精确监控。本开发项目采用双轴倾角传感器安装固定在架空线杆塔上实现4个方向0 ~90°的实时监测,其测量精度为0.1°分辨率0.01。利用技术手段替代人工巡检不仅可靠性高,而且解决了人工巡检实时性差、无监测数据的问题。

2、GPRS无线数据传送模块

由于杆塔基本分布在较为偏僻的山顶或野外且区域广、线路长,数量多因此通过敷设信号线来传送杆塔倾角监测数据不经济。如图1所示采用插入手机卡的GPRS无线数据传送模块将倾角传感器实时角度信号发送到指定位置的PC机(调度室和中央变电站)上,解决了数据传输的问题。同时在无线传送模块中设定角度报警值,当实际角度达到报警值后自动发送短信到指定人员手机上实现实时监测与报警。另外该系统具备远程组态和查询功能,降低了维护人员编辑、调试设备的工作量。系统选用GPRS无线网络实现终端监测设备与监控系统之间的无线远距离通信,GPRS无线网络信号覆盖范围广,无需铺设通信电缆降低了系统建设成本和维护成本。

图 2 架空线杆塔倾斜监测报警系统结构框图

3 、系统设备供电
由于杆塔倾角监测报警系统安装在户外环境中，就近区域无低压电源，直接从厂区供电距离较远且分散。因此采用光伏电源为系统设备供电，该供电方式成本低、安装简单、施工方便。在选用系统设备时应选择供电电压相同且功耗低的设备，以解决系统设备户外供电统一性的问题。

4、系统软件
在调度室、中央变电站等终端用户中安装通用性监测软件，该软件具备声光报警功能，具有报表功能、和历史趋势查询等功能，通过后台界面可以实时监视杆塔倾角变化情况。供电系统管理和技术人员通过比较监测角度的变化趋势。可以判断杆塔倾斜发展趋势，提前采取防范措施，避免杆塔倒塌造成供电系统波动或失电等故障发生