中國(guó)幅員遼闊,可開(kāi)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(yùn)藏在西北地區(qū)北部和華北地區(qū)西部,而負(fù)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(fù)荷中心分布不均勻,加上我國(guó)電力需求持續(xù)增加,電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大,對(duì)輸電線路安全運(yùn)行的要求越來(lái)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(fēng)、重覆冰的極端氣象地區(qū),桿塔基礎(chǔ)時(shí)常會(huì)發(fā)生滑移、傾斜、沉降、開(kāi)裂等現(xiàn)象,從而引起桿塔變形或傾斜。桿塔傾斜會(huì)造成倒塔、斷線、跳閘等災(zāi)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(dāng)發(fā)現(xiàn)其沉降時(shí),輸電線路已處于危險(xiǎn)狀態(tài)。

安裝FH-9001桿塔傾斜監(jiān)測(cè)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(diǎn),及時(shí)掌握早期桿塔變化,預(yù)見(jiàn)其發(fā)展程度,并及時(shí)采取相應(yīng)措施,確保線路的安全運(yùn)行。

1、雙軸傾角傳感器

架空線桿塔傾斜倒塌是一個(gè)緩慢變化的過(guò)程單憑人工巡檢是無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)的。另外,人工巡檢也無(wú)法做到實(shí)時(shí)精確監(jiān)控。本開(kāi)發(fā)項(xiàng)目采用雙軸傾角傳感器安裝固定在架空線桿塔上實(shí)現(xiàn)4個(gè)方向0 ~90°的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),其測(cè)量精度為0.1°分辨率0.01。利用技術(shù)手段替代人工巡檢不僅可靠性高,而且解決了人工巡檢實(shí)時(shí)性差、無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

2、GPRS無(wú)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(zhǎng),數(shù)量多因此通過(guò)敷設(shè)信號(hào)線來(lái)傳送桿塔傾角監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不經(jīng)濟(jì)。如圖1所示采用插入手機(jī)卡的GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳送模塊將傾角傳感器實(shí)時(shí)角度信號(hào)發(fā)送到指定位置的PC機(jī)(調(diào)度室和中央變電站)上,解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。同時(shí)在無(wú)線傳送模塊中設(shè)定角度報(bào)警值,當(dāng)實(shí)際角度達(dá)到報(bào)警值后自動(dòng)發(fā)送短信到指定人員手機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警。另外該系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程組態(tài)和查詢功能,降低了維護(hù)人員編輯、調(diào)試設(shè)備的工作量。系統(tǒng)選用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)終端監(jiān)測(cè)設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)之間的無(wú)線遠(yuǎn)距離通信,GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋范圍廣,無(wú)需鋪設(shè)通信電纜降低了系統(tǒng)建設(shè)成本和維護(hù)成本。

圖 2 架空線桿塔傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3 、系統(tǒng)設(shè)備供電
由于桿塔傾角監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)安裝在戶外環(huán)境中，就近區(qū)域無(wú)低壓電源，直接從廠區(qū)供電距離較遠(yuǎn)且分散。因此采用光伏電源為系統(tǒng)設(shè)備供電，該供電方式成本低、安裝簡(jiǎn)單、施工方便。在選用系統(tǒng)設(shè)備時(shí)應(yīng)選擇供電電壓相同且功耗低的設(shè)備，以解決系統(tǒng)設(shè)備戶外供電統(tǒng)一性的問(wèn)題。

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