中國幅員遼闊,可開發(fā)的水力資源的三分之二分布在西北和西南地區(qū),煤炭資源大部分蘊藏在西北地區(qū)北部和華北地區(qū)西部,而負荷中心主要集中在東部沿海地區(qū)。由此造成電力資源與負荷中心分布不均勻,加上我國電力需求持續(xù)增加,電網(wǎng)規(guī)模迅速擴大,對輸電線路安全運行的要求越來越高。在自然環(huán)境和外界條件作用下,如采空(采煤后廢棄的空間)地區(qū),颶風、重覆冰的極端氣象地區(qū),桿塔基礎時常會發(fā)生滑移、傾斜、沉降、開裂等現(xiàn)象,從而引起桿塔變形或傾斜。桿塔傾斜會造成倒塔、斷線、跳閘等災害。桿塔傾斜屬于典型的隱形故障,在桿塔傾斜現(xiàn)象發(fā)生的發(fā)展初期,巡線人員很難用肉眼觀察到其微小變化。當發(fā)現(xiàn)其沉降時,輸電線路已處于危險狀態(tài)。

安裝FH-9001桿塔傾斜監(jiān)測裝置,可以發(fā)現(xiàn)桿塔變形和傾斜,找出其發(fā)生、發(fā)展的特點,及時掌握早期桿塔變化,預見其發(fā)展程度,并及時采取相應措施,確保線路的安全運行。

1、雙軸傾角傳感器

架空線桿塔傾斜倒塌是一個緩慢變化的過程單憑人工巡檢是無法及時發(fā)現(xiàn)的。另外,人工巡檢也無法做到實時精確監(jiān)控。本開發(fā)項目采用雙軸傾角傳感器安裝固定在架空線桿塔上實現(xiàn)4個方向0 ~90°的實時監(jiān)測,其測量精度為0.1°分辨率0.01。利用技術手段替代人工巡檢不僅可靠性高,而且解決了人工巡檢實時性差、無監(jiān)測數(shù)據(jù)的問題。

2、GPRS無線數(shù)據(jù)傳送模塊

由于桿塔基本分布在較為偏僻的山頂或野外且區(qū)域廣、線路長,數(shù)量多因此通過敷設信號線來傳送桿塔傾角監(jiān)測數(shù)據(jù)不經(jīng)濟。如圖1所示采用插入手機卡的GPRS無線數(shù)據(jù)傳送模塊將傾角傳感器實時角度信號發(fā)送到指定位置的PC機(調度室和中央變電站)上,解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。同時在無線傳送模塊中設定角度報警值,當實際角度達到報警值后自動發(fā)送短信到指定人員手機上實現(xiàn)實時監(jiān)測與報警。另外該系統(tǒng)具備遠程組態(tài)和查詢功能,降低了維護人員編輯、調試設備的工作量。系統(tǒng)選用GPRS無線網(wǎng)絡實現(xiàn)終端監(jiān)測設備與監(jiān)控系統(tǒng)之間的無線遠距離通信,GPRS無線網(wǎng)絡信號覆蓋范圍廣,無需鋪設通信電纜降低了系統(tǒng)建設成本和維護成本。

圖 2 架空線桿塔傾斜監(jiān)測報警系統(tǒng)結構框圖

3 、系統(tǒng)設備供電
由于桿塔傾角監(jiān)測報警系統(tǒng)安裝在戶外環(huán)境中，就近區(qū)域無低壓電源，直接從廠區(qū)供電距離較遠且分散。因此采用光伏電源為系統(tǒng)設備供電，該供電方式成本低、安裝簡單、施工方便。在選用系統(tǒng)設備時應選擇供電電壓相同且功耗低的設備，以解決系統(tǒng)設備戶外供電統(tǒng)一性的問題。

4、系統(tǒng)軟件
在調度室、中央變電站等終端用戶中安裝通用性監(jiān)測軟件，該軟件具備聲光報警功能，具有報表功能、和歷史趨勢查詢等功能，通過后臺界面可以實時監(jiān)視桿塔傾角變化情況。供電系統(tǒng)管理和技術人員通過比較監(jiān)測角度的變化趨勢。可以判斷桿塔傾斜發(fā)展趨勢，提前采取防范措施，避免桿塔倒塌造成供電系統(tǒng)波動或失電等故障發(fā)生