输电线路振动在线监测系统设计方案

输电线路运行状态在线监测系统的设计

摘要：输电线路运行状态在线监测系统包括多个状态量的监测，不是多种单一功能的简单拼凑，而是为了进一步完善监测手段，提高分析方法的多状态量在线监测的有机组合。随着信息技术的发展和对高压电网传输质量要求的不断提高，输电线路监测的重要性将更加突出，输电线路自动监测系统也会更快、更好的发展。

关健词：输电线路在线监测系统设计

由于我国工农业生产对电力需求量的不断增加，电力供不应求的矛盾日益突出。解决矛盾的方式有很多种，其中提高输电线路的可靠性是一种经济和快捷的方式。输电线路在线监测系统可以对输电线路进行实时的、动态的监控，是输电线路稳定、安全运行的保证，能够提高输电线路的可靠性。

一、输电线路运行状态在线监测系统的内容

近年来，随着我国工农业生产的发展和人们生活水平的提高，作为先行的电力工业取得了迅猛的发展，系统装机容量和输电线路电压等级都在不断提高。随着电力系统装机容量的提升、运行电压等级的提高、电网覆盖范围的扩大，一方面提高了运行的可靠性和经济性，但是另一方面使得系统运行故障所波及的范围和对工、农业生产和人们生活造成的影响也越来越大。

中国高压输电线路分布范围广、线路长，尤其是“西电东送”工程，不但地形地貌复杂，而且部分地区气候条件比较恶劣。传统的输电线路检查主要靠运行人员周期性巡视，极易在下一个巡视未到之前由于缺乏监测发生线路事故。应用在线监测技术对线路状态进行实时监控，可以及早发现事故隐患并及时予以排除，使线路始终保持良好的状态运行，提高电力系统自动化程度，减少各种事故的发生，提高国民经济效益。

二、在线监测系统的设计要求

输电线路振动、风偏、杆塔倾斜及气象在线监测系统设计本着合理、实用、可行、可靠的原则，为了使系统扩容方便、标准开放、功能全面，采用当今先进、成熟的技术设备，力求软硬件系统具备最高的性能价格比。系统的设计具体要求如下：

1、设计目标

系统应在任何时候能对输电线路振动、风偏、杆塔倾斜及气象等数据进行智能分析和监测，以便及时了解线路的运行情况。

输电线路在线监测系统设计研究

摘 要：输电线路是电力工业发展的基础设施，其安全可靠运行关系着电力部门的正常运转和国民经济的健康发展。输电线路的监测是输电线路运行维护的一个重要方面。随着电子技术、通信技术的发展，输电线路在线监测系统越来越完善，监测精度及广度都在逐渐提高。文章主要选取绝缘子污秽、导线舞动、覆冰、导线温度等状态监测量，提取监测终端的状态数据，综合分析各种数据之间的关系，设计了相应的状态在线监测系统，可对输电线路运行状况进行综合预警，提高输电线路的安全可靠性。

关键词：输电线路；可靠性；在线监测

输电线路是电力工业发展的物质基础，分为架空输电线路和电缆线路。输电线路的安全可靠运行，对于地区稳定供电、高质量供电以及保证国民经济健康有序发展，都有着重大的社会意义与经济意义。输电线路的主要作用是输送电能，为各个地区提供电力供应，是电力系统的输送环节，电能损耗小，经济效益高，为电能的输送提供了重要支撑。但是，输电线路的运行环境却并不是很理想，因为输电线路一般都暴露于大气中，很容易受到气象和冰雪、大风、雷电、污秽等恶劣环境的影响而引发故障。目前，对于输电线路维护工作，也十分棘手，存在巡视困难、维修不便等因素。准确检测输电线路的状态特征量，及时发现输电线路的故障，为线路的检修赢得宝贵时间，对于保证输电线路的安全、提高输电线路的可靠性都具有重要意义。

1 在线监测概述

输电线路在电力系统中起着重要的作用，但其安全可靠运行一直是人们关注的热点。我们知道，输电线路的走线距离较远，输电网络覆盖广阔，其中不乏地形复杂、周边环境恶劣的地方。从近几年的欧美大停电、印度大停电到2008年中国南方罕见的冰雪灾害都证明了输电线路的脆弱性。正是由于输电线路的这个脆弱特性，因此很有必要对输电线路采用线路巡视的方式，提取输电线路的运行参数，及时掌握线路运行的状况，发现设备缺陷和隐患。目前，实际运行中的输电线路运行维护方式主要采用传统的人工巡线方式。这种方式对于输电线路的监测有一定的作用，如果发现及时，可以避免发生较大的输电线路故障。但是一旦出现人工失误，将极有可能导致输电线路故障，并且不能实现实时的在线监测。因此，为了实现输电网络安全稳定运行，在技术上，应采用先进的输电线路运行状态在线监测技术和先进的离线监测设备，建立监控中心，为实现从“周期巡检”到“状态检修”的转变提供信息收集、分析处理及设备评估等技术支持。在管理上，需转变生产管理模式，提高管理效率，为技术的效益转化提供人工管理支撑，实现技术效益最大化。

第２３卷第５期　２０１３年５月　计算机技术与发展　

Ｃ０ＭＰＵＴＥＲ　ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　Ｖｏ１．２３　Ｎｏ．５　Ｍａｖ．　２０１３　

输电线路在线监测可信接入系统设计　

陈亚东，张　涛，曾　荣，费稼轩　

（中国电力科学研究院，江苏南京２１０００３）　

摘要：输电线路状态在线监测系统是智能电网环境中对重要输电线路的状态进行实时监测、预警、分析形成标准化状态　监测数据的业务系统。系统通过传感器收集输电线路及杆塔周围的温度、湿度等环境特征数据，由线路上部署的嵌入式　输电线路状态监测代理（ＣＭＡ）经移动专网将数据传送到业务系统，因此在数据传输过程中确保ＣＭＡ自身安全，以及ＣＭＡ　在公用数据网络中安全接入业务系统，防止数据被窃取或篡改十分重要。文中以输电线路状态在线监测系统业务场景为　基础，设计了基于国产可信芯片的输电监测可信接入系统，保证了输电线路状态监测代理安全可信地接人业务系统，经过　实验验证，可信接入系统达到了电力系统安全技术要求，可以确保输电线路状态监测系统安全稳定运行。　关键词：可信计算；可信接入；可信终端　中图分类号：ＴＰ３０９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３－６２９Ｘ（２０１３）０５－０１１３—０３　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—６２９Ｘ．２０１３．０５．０２９　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｔｒｕｓｔｅｄ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　

ＣＦＩＥＮ　Ｙａ－ｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｔａｏ，ＺＥＮＧ　Ｒｏｎｇ，ＦＥＩ　Ｊｉａ－ｘｕａｎ　

（Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ（ＴＬＭ）ｉｓ　ａ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｓｔａｔｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｅａｒｌｙ　ｗａｒｎｉｎｇ，　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｏ　ｆｏｒｍ　ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｄａｔａ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｍａｒｔ　ｄ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｌｌｅｃｔｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｈｕｍｉｄｉｔｙ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ　ａｎｄ　ｔｏｗｅｒｓ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ｆｉｘｅｄ　ｏｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓ－　ｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ，ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｓ￣ａｎｓｍｉＲｅｄ　ｂｙ　ｌｉｎｅ　ｄｅｐｌｏｙｅｄ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｇｅｎｔ（ＣＭＡ）ｖｉａ　ｍｏｂｉｌｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｏ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｓｏ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ＣＭＡ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｔｏ　ｍａｋｅ　Ｓｔｉｌｅ　ＣＭＡ　ｔｏ　ｓｅｃｕｒｅｌｙ　ａｃｃｅｓｓ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ｐｕｂｌｉｃ　ｄａｔａ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ａｎｄ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｄａｔａ　ｔａｍｐｅｒｉｎｇ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｏｎ—ｌｉｎｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓ－　ｔｅｍ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｄｅｓｉｇｎ　ｔｒｕｓｔｅｄ　ａｃｃｅｓｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｔｒｕｓｔｅｄ　ｃｈｉｐ，ｔｒｕｓｔｅｄ　ａｃｃｅｓｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｎｓｕｒｅｓ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｃｒｅｄｉｂｌｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｆｔｅｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｒｕｓｔｅｄ　ａｃｃｅｓｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ｌｉｎｅ　ｓｔａｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｒｕｓｔｅｄ　ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；ｔｒｕｓｔｅｄ　ａｃｃｅｓｓ；ｔｒｕｓｔｅｄ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　

高压输电线路在线监测与预警系统设计

高压输电线路是现代电力系统的关键组成部分，它们负责将发电站产生的电能传输到各个终端用户。然而，高压输电线路存在一系列的安全隐患，如地面接触、树木倒塌、爬行动物触碰等，这些问题可能导致火灾、电弧、电击等严重事故。为了确保高压输电线路的安全运行，提高系统的可靠性和可用性，开发一种高压输电线路在线监测与预警系统是必要的。本文将重点探讨该系统的设计原理、关键功能以及可行性。

该系统的设计原理主要基于传感器技术和信息通信技术。具体而言，系统的主要组成部分包括传感器节点、数据采集与处理单元、通信模块和监测中心。传感器节点负责实时监测输电线路的电流、电压、温度等物理量，并将采集到的数据发送给数据采集与处理单元。数据采集与处理单元负责对传感器采集到的数据进行处理和分析，并根据预设的规则和算法判断是否存在异常情况。如果异常情况得到确认，则系统通过通信模块将预警信息发送给监测中心，以便相关人员及时采取措施。

该系统具有几个关键功能，首先是实时监测功能。通过传感器节点，系统可以实时获取输电线路的状态信息，包括电流、电压、温度等重要参数，以确保线路正常工作。其次是异常检测功能。系统通过对采集到的数据进行分析和处理，可以判断是否存在线路异常情况，如短路、过载、温度异常等。一旦检测到异常情况，系统将及时发出预警通知，以便相关人员采取紧急措施。此外，该系统还具有数据存储和分析功能。系统可以将采集到的数据存储在数据库中，以便后续的数据分析和故障诊断。

在设计该系统时，需要考虑一些关键问题和挑战。首先是传感器选择和布置。由于高压输电线路的特殊环境，选用合适的传感器并进行合理的布置至关重要。其次是数据采集与处理算法的设计。根据监测需求，需要设计合适的算法来分析采集到的数据，判断是否存在异常情况。再次是通信模块的选型和配置。系统需要保证数据的可靠传输和实时性，因此选择合适的通信技术和配置相应的通信设备非常重要。最后是系统的稳定性和可靠性。高压输电线路在线监测与预警系统是一个关键的安全系统，因此需要保证其稳定运行和高可靠性。