輸電線路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷

前言

　　我國(guó)幅員遼闊，11 0kV以上電壓等級(jí)輸電線路總長(zhǎng)度超過(guò)60萬(wàn)km，輸電線路的安全可靠運(yùn)行是電網(wǎng)安全的根本保障。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)多個(gè)區(qū)域曾發(fā)生過(guò)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(dǎo)致輸電線路絕緣性能下降。近年來(lái)，輸電線路冰災(zāi)事故在我國(guó)發(fā)生數(shù)千次，特別是2008年初，我國(guó)南方大范圍遭遇了嚴(yán)重的冰雪凍雨等災(zāi)害天氣，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)大面積冰災(zāi)事故。輸電線路覆冰及舞動(dòng)等因素造成了大量輸電線路倒桿倒塔事件，嚴(yán)重危及電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和居民生活造成了巨大影響?！　≥旊娋€路狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)及事故預(yù)警是提高輸電線路運(yùn)行安全可靠性的有效方法。近十年來(lái)，我國(guó)一批高校、研究院所及企業(yè)投入研究并相繼開(kāi)發(fā)出了絕緣子泄漏電流、輸電線路覆冰、導(dǎo)線測(cè)溫及輸電線路圖像等監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)對(duì)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)的分析，可及時(shí)判斷輸電線路故障并提出事故預(yù)警方案，便于及時(shí)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(duì)于變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)研究，開(kāi)展輸電線路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)研究的時(shí)問(wèn)較短，迄今尚無(wú)系統(tǒng)闡述輸電線路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷原理及方法的著作。本書(shū)作者在總結(jié)歸納大量文獻(xiàn)成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己從事輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)的成果和經(jīng)驗(yàn)，比較全面地介紹了輸電線路在線監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本書(shū)詳細(xì)闡述了輸電線路在線監(jiān)測(cè)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(dǎo)線溫度、線路圖像以及舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)等章節(jié)中詳細(xì)闡述了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架與實(shí)現(xiàn)方法。本書(shū)比較全面地歸納總結(jié)了目前輸電線路在線監(jiān)測(cè)的各種原理和方法，內(nèi)容充實(shí)，實(shí)用性較強(qiáng)，對(duì)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行管理人員有較大的參考價(jià)值?！　”緯?shū)出版后，可以進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，在提高輸電線路運(yùn)行可靠性和國(guó)家電網(wǎng)安全方面發(fā)揮積極作?！　≈貞c大學(xué) 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(cè)與故障診斷技術(shù)是具有交叉學(xué)科性質(zhì)的一門新興技術(shù)，它是狀態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)巡視、狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)和前提之一。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，在不影響設(shè)備運(yùn)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(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)給出預(yù)報(bào)警信息。本書(shū)將詳細(xì)分析各種主流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)（絕緣子污穢、MOA、導(dǎo)線溫度及動(dòng)態(tài)增容、遠(yuǎn)程可視、線路覆冰雪、導(dǎo)線舞動(dòng)、防盜報(bào)警、驅(qū)鳥(niǎo)裝置等）的原理、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用分析，并針對(duì)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷的一些關(guān)鍵技術(shù)和共性問(wèn)題（通信網(wǎng)絡(luò)、工作電源和傳感器）進(jìn)行探索，希望能夠有更多的科研機(jī)構(gòu)重視和加強(qiáng)輸電線路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的研究及開(kāi)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(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。    本書(shū)是推行和實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)檢修的應(yīng)用型參考書(shū)，可作為從事輸電線路技術(shù)研究、設(shè)計(jì)、制造、使用和運(yùn)行檢修專業(yè)人員的參考書(shū)，也可用于高等院校電氣和電力專業(yè)大學(xué)生和研究生的參考教材。

書(shū)籍目錄

序一序二    前言第1章　緒論  1.1　在線監(jiān)測(cè)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修  1.2　輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)    1.2.1  在線監(jiān)測(cè)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(cè)技術(shù)  1.3　在線監(jiān)測(cè)技術(shù)急需解決的問(wèn)題    1.3.1  在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化    1.3.2　在線監(jiān)測(cè)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(cè)的管理問(wèn)題第2章　在線監(jiān)測(cè)分機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)、工作電源、傳感器設(shè)計(jì)　2.1　無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)    2.1.1  移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)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(cè)分機(jī)的電源設(shè)計(jì)    2.2.1　太陽(yáng)能電池板    2.2.2　太陽(yáng)能儲(chǔ)能蓄電池    2.2.3　鋰離子電池    2.2.4　蓄電池容量及太陽(yáng)能電池板功率估算    2.2.5　太陽(yáng)能供電控制器的設(shè)計(jì)    2.2.6　太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)    2.2.7　低壓差集成線性穩(wěn)壓器    2.2.8　監(jiān)測(cè)分機(jī)電源設(shè)計(jì)舉例　2.3　常用傳感器設(shè)計(jì)  　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(fēng)速和風(fēng)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(cè)  3.1　污閃事故  3.2　污閃機(jī)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(cè)技術(shù)    3.5.1  泄漏電流監(jiān)測(cè)原理    3.5.2　泄漏電流監(jiān)測(cè)方法    3.5.3  泄漏電流在線監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)    3.5.4　通過(guò)泄漏電流進(jìn)行污穢判斷  3.6　等值附鹽密在線監(jiān)測(cè)技術(shù)    3.6.1  人工污穢試驗(yàn)室測(cè)試方法    3.6.2  等值附鹽密在線監(jiān)測(cè)技術(shù)第4章　氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)  4.1　氧化鋅避雷器的運(yùn)行故障簡(jiǎn)況  4.2　監(jiān)測(cè)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(cè)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(bǔ)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(cè)量法　4.4　各種監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)　4.5　MOA診斷算法　  4.5.1　小波變換法　……第5章　導(dǎo)線溫度及動(dòng)態(tài)增容在線監(jiān)測(cè)第6章　輸電線路遠(yuǎn)程可視監(jiān)控第7章　輸電線路覆冰雪在線監(jiān)測(cè)第8章　輸電導(dǎo)線舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)第9章　輸電線路防盜報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第10章　輸電線路驅(qū)鳥(niǎo)裝置第11章　在線監(jiān)測(cè)數(shù)字化管理系統(tǒng)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　電力系統(tǒng)是一個(gè)由眾多發(fā)、送、輸、配、用電設(shè)備連接而成的大系統(tǒng)，這些設(shè)備的可靠性及運(yùn)行狀況直接決定整個(gè)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(shè)備健康運(yùn)行的必要手段，它關(guān)系著設(shè)備的利用率、事故率、使用壽命、人力、物力、財(cái)力的消耗，以及電力企業(yè)的整體效益等諸多問(wèn)題。隨著電網(wǎng)建設(shè)的加速和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)，電力企業(yè)為避免由定期預(yù)防性試驗(yàn)及定期檢修對(duì)設(shè)備檢修“過(guò)渡”或“漏失”而引起的運(yùn)行可靠性降低和經(jīng)濟(jì)損失，迫切需要以輸變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修，以預(yù)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。　　美國(guó)最早開(kāi)展以在線監(jiān)測(cè)為前期的狀態(tài)檢修工作，日本也從20世紀(jì)80年代開(kāi)始對(duì)電力設(shè)備實(shí)施以狀態(tài)分析和在線監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修，而歐洲很多國(guó)家也采用狀態(tài)檢修來(lái)提高檢修效率。國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料表明，他們?cè)趯?shí)施狀態(tài)檢修后，一般可使設(shè)備大修周期從3～5年延長(zhǎng)到6～8年，甚至10年，并且1.5～2年即可收回實(shí)施狀態(tài)檢修所增加的投資。應(yīng)該說(shuō)，國(guó)外在狀態(tài)檢修技術(shù)研究與實(shí)踐應(yīng)用方面都已取得了顯著成績(jī)。據(jù)美國(guó)電力研究院診斷檢修中心的統(tǒng)計(jì)表明，實(shí)施狀態(tài)檢修提高設(shè)備利用率在5％以上，節(jié)約檢修費(fèi)用25％～30％。我國(guó)開(kāi)展?fàn)顟B(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(yīng)用診斷技術(shù)進(jìn)行預(yù)知維修是設(shè)備檢修的發(fā)展方向。應(yīng)該說(shuō)，狀態(tài)檢修在國(guó)內(nèi)還是取得了一定的進(jìn)展。由于輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的制約，期望加強(qiáng)現(xiàn)有模式下的離線監(jiān)測(cè)手段來(lái)推動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)施，但還是存在諸多問(wèn)題。

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