在线监测装置

随着大、中城市内电力架空线渐渐被埋在地下的电力电缆取代，并在向更高电压等级、更大传输容量发展，架空线入地已经成为世界城市电力、环境发展的趋势和潮流。国网公司也越来越来重视电缆在线监测的重要性，《电缆分布式光纤测温在线监测装置》的行业标准已经发布，同时国家电网已经开始建设《输变电设备的状态监测》，已经正式把电缆廊道在线监测纳入《输变电设备的状态监测》的范畴。与此同时，随着城市地下综合管廊建设步伐不断加快，对城市综合管廊电力舱的监控的重要性也日益增加。随着电缆廊道的加快建设，对电缆运行和廊道安全的监测也显得日益重要。 目前，国网公司已逐步开始实验性地将各独立监控装置进行简单的协调和集成。但是由于尚未形成系统化的电力隧道网络，已建电力隧道均仅根据自身的需要和特点，配置一种或多种监视或控制装置，相互间缺乏必要的联系和有效的协调，无法实现真正的信息共享。现有监控系统也多基于电类传感器，其对环境要求更高、监控不够可靠、后期维护成本也较高。现少见部分基于光纤传感类的技术被分散运用于不同的系统中，综合多方位应用光纤传感技术的电缆廊道的在线监测还没有实施。

本报告旨在分析电力设备红外在线监测装置的校准方法及相关标准要求，主要内容包括：电力设备红外在线监测装置的应用场景、技术要求、计量特性分析；红外在线监测装置关键参数的校准方法及误差影响因素分析；实验室内、输变电现场开展红外在线监测装置的校准方法和测量不确定度评定分析方法分析；电力设备红外在线监测装置相关的国家、行业标准进行解读等。

QAY-100交流剩余电流在线监测装置是通过监测站用400V交流系统各关键节点位置剩余电流，通过剩余电流值实现对站用400V交流系统绝缘故障告警、选线功能。

FH-9007型高压输电线路覆冰在线监测系统是武汉风河智能科技有限公司自主研发的，通过采集导线拉力、倾角、风速风向等参数和现场视频图像来监测架空线路覆冰状况，并通过4G网络传送给远程监控中心，可以实现对线路覆冰形成过全过程进行的远程实时监测。该系统采用太阳能电池板和蓄电池供电两种方式，安装方便，投入运行后，可全天候工作，达到实时监控的效果，帮助运营部门及时掌握线路的实时状态。

文中介绍了一种基于交流电场感应的取能电源，用于输电线路在线监测装置的供电。然而该类电源的输出功率较低，无法满足在线监测装置的用电需求。因此，在理论分析的基础上，文中设计了一种同轴双柱形的感应电极结构，以提高电源的输出功率。文中利用COMSOL Multiphysics软件建立仿真模型，并进行电磁场仿真分析。仿真结果表明，在10 kV电压等级下，所设计的感应电极可产生3.35 mA以上的感应电流。为验证仿真结果的准确性，文中利用自行搭建的测试平台进行实验验证，并将实验结果与仿真结果进行对比。实验结果表明，在负载电阻大于5 kΩ时，文中设计的取能电源可以输出超过630 mW的连续功率，与仿真结果基本吻合。通过文中的研究，成功解决了电场感应取能电源输出功率低下的问题，并提供了一种新型取能电路的设计思路和技术方案。

利用变压器油色谱在线监测装置监测变压器运行状态，是对变压器内部潜伏性故障最为及时有效的检测手段，弥补了离线色谱试验的不足，近年来在国网系统广泛推广应用。目前电网系统共运行约7000余台变压器油色谱在线监测装置，据统计检测准确度达标率不足50%。截止2017年12月底，淄博电网共有70台变压器安装油色谱在线监测装置，从近年来运行效果来看，多数装置出现过误报、漏报的情况，故障率高达70%。为及时诊断发现装置异常故障，提高装置运行稳定性和检测准确性，国网公司十八项反措要求，每年迎峰度夏前后需要对变压器油在线色谱现场的校准、校验，有效发挥在线监测预警功能，保障变压器安全运行。传统校验方式主要采用人工取油样带回试验室校验，但是每年校验120台次的工作量巨大，且由于取样、贮存、运输、检测油样时的溶解气体损失，造成试验室校准误差偏大，准确度低。因此本成果研制了一套油色谱在线监测装置智能校验系统，可按照自由比现场配制各种组分的变压器标准油样，现场进行校准校验，系统具有5%以内的检测误差，并可大幅度降低校验成本，有效提高变压器油色谱在线监测装置的准确性和可靠性，保障变压器安全运行。

湖南电网大量架空输电线路跨越山地地形，交通不便、树木繁茂等问题给运行人员的巡视工作带来请多困难。为解决人工定期巡视周期内盲区问题，湖南电网近几年逐步在输电线路上安装视频监测装置等在线监测装置，及时发现通道及本体隐患。但在运行过程中发现目前输电线路视频监测装置存在以下问题：现有输电线路视频监测装置均采用4G移动网络实现数据传输，偏远山区或无人区因4G网络覆盖受限，无法实现数据可靠传输。现有输电线路视频监测装置主要采用太阳能结合蓄电池进行供电，湖南长期阴雨天气下，太阳能板无法可靠工作，经常出现电池耗尽停机现象。根据电网智能运检发展趋势，架空输电线路将进一步安装大量在线监测装置。目前在线监测装置根据信息安全要求均使用4GAPN专网，通信费用占用运维成本比例逐年升高。 项目成员经过调研，提出丁一种基于无线自组网技术和导线取能技术的输电线路可视化监测方法，采用目前通信领域广泛应用的无线自组网技术，多个装置之间通过WIFI进行数据桥接传输，最后一基变电站旁边杆塔上安装通信于基站，将链路数据通过光纤等有线方式接入变电站内网网关。同时，使用铁芯线圈耦合导线电流产生磁场，进行可靠电能供应。