輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷

前言

　　我國幅員遼闊，11 0kV以上電壓等級輸電線路總長度超過60萬km，輸電線路的安全可靠運行是電網(wǎng)安全的根本保障。20世紀90年代以來，我國多個區(qū)域曾發(fā)生過大面積污閃事故，其主要原因可歸結(jié)為天氣惡劣以及大氣污染等因素導致輸電線路絕緣性能下降。近年來，輸電線路冰災事故在我國發(fā)生數(shù)千次，特別是2008年初，我國南方大范圍遭遇了嚴重的冰雪凍雨等災害天氣，導致電網(wǎng)出現(xiàn)大面積冰災事故。輸電線路覆冰及舞動等因素造成了大量輸電線路倒桿倒塔事件，嚴重危及電網(wǎng)安全可靠運行，對工業(yè)生產(chǎn)和居民生活造成了巨大影響。　　輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測及事故預警是提高輸電線路運行安全可靠性的有效方法。近十年來，我國一批高校、研究院所及企業(yè)投入研究并相繼開發(fā)出了絕緣子泄漏電流、輸電線路覆冰、導線測溫及輸電線路圖像等監(jiān)測設備，通過對輸電線路狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)的分析，可及時判斷輸電線路故障并提出事故預警方案，便于及時采取絕緣子清掃、覆冰線路融冰等措施，降低輸電線路事故發(fā)生的可能性。目前，相對于變電設備在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究，開展輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究的時問較短，迄今尚無系統(tǒng)闡述輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷原理及方法的著作。本書作者在總結(jié)歸納大量文獻成果的基礎上，結(jié)合自己從事輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)開發(fā)的成果和經(jīng)驗，比較全面地介紹了輸電線路在線監(jiān)測中的關(guān)鍵技術(shù)問題。本書詳細闡述了輸電線路在線監(jiān)測中傳感器、電源和數(shù)據(jù)通信等關(guān)鍵技術(shù)，并在絕緣子污穢、導線溫度、線路圖像以及舞動在線監(jiān)測等章節(jié)中詳細闡述了監(jiān)測系統(tǒng)框架與實現(xiàn)方法。本書比較全面地歸納總結(jié)了目前輸電線路在線監(jiān)測的各種原理和方法，內(nèi)容充實，實用性較強，對輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)開發(fā)和運行管理人員有較大的參考價值?！　”緯霭婧?，可以進一步推動我國輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的研究、開發(fā)及應用，在提高輸電線路運行可靠性和國家電網(wǎng)安全方面發(fā)揮積極作?！　≈貞c大學 孫才新院士　　2008年10月16日

內(nèi)容概要

輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)是具有交叉學科性質(zhì)的一門新興技術(shù)，它是狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)巡視、狀態(tài)檢修的基礎和前提之一。通過在線監(jiān)測，在不影響設備運行的前提下提取各種狀態(tài)信息，由監(jiān)控中心專家軟件判斷設備的運行狀態(tài)，并及時給出預報警信息。本書將詳細分析各種主流在線監(jiān)測技術(shù)（絕緣子污穢、MOA、導線溫度及動態(tài)增容、遠程可視、線路覆冰雪、導線舞動、防盜報警、驅(qū)鳥裝置等）的原理、實現(xiàn)和應用分析，并針對在線監(jiān)測與故障診斷的一些關(guān)鍵技術(shù)和共性問題（通信網(wǎng)絡、工作電源和傳感器）進行探索，希望能夠有更多的科研機構(gòu)重視和加強輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的研究及開發(fā)，不斷提高和完善其性能，使之真正成為防止電網(wǎng)事故大面積停電的第一道防御系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)。    本書是推行和實施狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)檢修的應用型參考書，可作為從事輸電線路技術(shù)研究、設計、制造、使用和運行檢修專業(yè)人員的參考書，也可用于高等院校電氣和電力專業(yè)大學生和研究生的參考教材。

書籍目錄

序一序二    前言第1章　緒論  1.1　在線監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修  1.2　輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)    1.2.1  在線監(jiān)測的必要性    1.2.2  系統(tǒng)構(gòu)成    1.2.3　輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)  1.3　在線監(jiān)測技術(shù)急需解決的問題    1.3.1  在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的標準化    1.3.2　在線監(jiān)測技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性    1.3.3　狀態(tài)分析與故障診斷    1.3.4　在線監(jiān)測的管理問題第2章　在線監(jiān)測分機通信網(wǎng)絡、工作電源、傳感器設計　2.1　無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡    2.1.1  移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展    2.1.2　GSM數(shù)據(jù)通信    2.1.3　GPRS數(shù)據(jù)通信    2.1.4　ZigBee數(shù)據(jù)通信  2.2　在線監(jiān)測分機的電源設計    2.2.1　太陽能電池板    2.2.2　太陽能儲能蓄電池    2.2.3　鋰離子電池    2.2.4　蓄電池容量及太陽能電池板功率估算    2.2.5　太陽能供電控制器的設計    2.2.6　太陽能電池供電系統(tǒng)穩(wěn)壓電路設計    2.2.7　低壓差集成線性穩(wěn)壓器    2.2.8　監(jiān)測分機電源設計舉例　2.3　常用傳感器設計  　2.3.1　溫度傳感器    2.3.2　濕度傳感器    2.3.3  集成溫濕度傳感器SHT11/SHT71      2.3.4　壓力傳感器    2.3.5　角度傳感器    2.3.6　風速和風向傳感器    2.3.7　電流傳感器    2.3.8　其他傳感器第3章　輸電線路絕緣子污穢在線監(jiān)測  3.1　污閃事故  3.2　污閃機理  3.3　防污閃措施  3.4　污穢度表示方法  3.5　泄漏電流在線監(jiān)測技術(shù)    3.5.1  泄漏電流監(jiān)測原理    3.5.2　泄漏電流監(jiān)測方法    3.5.3  泄漏電流在線監(jiān)測裝置設計    3.5.4　通過泄漏電流進行污穢判斷  3.6　等值附鹽密在線監(jiān)測技術(shù)    3.6.1  人工污穢試驗室測試方法    3.6.2  等值附鹽密在線監(jiān)測技術(shù)第4章　氧化鋅避雷器在線監(jiān)測  4.1　氧化鋅避雷器的運行故障簡況  4.2　監(jiān)測原理    4.2.1  MOA的伏一安特性    4.2.2　氧化鋅電阻片的等值電路    4.2.3　MOA泄漏電流組成　4.3　MOA在線監(jiān)測方法  　4.3.1　全電流法　  4.3.2　三次諧波法　  4.3.3　基波法　  4.3.4　補償法　  4.3.5　數(shù)字諧波法　  4.3.6　雙“AT”法  　4.3.7　基于溫度的測量法　4.4　各種監(jiān)測方法的優(yōu)缺點　4.5　MOA診斷算法　  4.5.1　小波變換法　……第5章　導線溫度及動態(tài)增容在線監(jiān)測第6章　輸電線路遠程可視監(jiān)控第7章　輸電線路覆冰雪在線監(jiān)測第8章　輸電導線舞動在線監(jiān)測第9章　輸電線路防盜報警監(jiān)測系統(tǒng)第10章　輸電線路驅(qū)鳥裝置第11章　在線監(jiān)測數(shù)字化管理系統(tǒng)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　電力系統(tǒng)是一個由眾多發(fā)、送、輸、配、用電設備連接而成的大系統(tǒng)，這些設備的可靠性及運行狀況直接決定整個系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，也決定著供電質(zhì)量和供電可靠性。檢修是保證電力設備健康運行的必要手段，它關(guān)系著設備的利用率、事故率、使用壽命、人力、物力、財力的消耗，以及電力企業(yè)的整體效益等諸多問題。隨著電網(wǎng)建設的加速和市場經(jīng)濟的推進，電力企業(yè)為避免由定期預防性試驗及定期檢修對設備檢修“過渡”或“漏失”而引起的運行可靠性降低和經(jīng)濟損失，迫切需要以輸變電設備狀態(tài)在線監(jiān)測與診斷技術(shù)為基礎的狀態(tài)維修，以預防和減少事故的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性?！　∶绹钤玳_展以在線監(jiān)測為前期的狀態(tài)檢修工作，日本也從20世紀80年代開始對電力設備實施以狀態(tài)分析和在線監(jiān)測為基礎的狀態(tài)檢修，而歐洲很多國家也采用狀態(tài)檢修來提高檢修效率。國外統(tǒng)計資料表明，他們在實施狀態(tài)檢修后，一般可使設備大修周期從3～5年延長到6～8年，甚至10年，并且1.5～2年即可收回實施狀態(tài)檢修所增加的投資。應該說，國外在狀態(tài)檢修技術(shù)研究與實踐應用方面都已取得了顯著成績。據(jù)美國電力研究院診斷檢修中心的統(tǒng)計表明，實施狀態(tài)檢修提高設備利用率在5％以上，節(jié)約檢修費用25％～30％。我國開展狀態(tài)檢修起步較晚，原水電部1987年頒布的SD 230一1987《發(fā)電廠檢修規(guī)程》指出，應用診斷技術(shù)進行預知維修是設備檢修的發(fā)展方向。應該說，狀態(tài)檢修在國內(nèi)還是取得了一定的進展。由于輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的制約，期望加強現(xiàn)有模式下的離線監(jiān)測手段來推動狀態(tài)監(jiān)測實施，但還是存在諸多問題。

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