电力设备综合应急预警系统的应用

电力设备综合应急预警系统的应用

李维宁

（国网四川省电力公司电力应急中心四川成都610000）

摘要：电能是我国使用最为广泛的一种常见能源，随着电力设备的使用频率日渐增高，人们对相关的电力企业的要求也越来越严格。电力设备的正常运行，对于电网的安全运行具有重要意义。因此，本文针对目前电力设备的现状进行分析，并介绍电力设备预警系统，及时监控电力设备运行状态，一旦出现故障，及时发出预警，从而保证电力设备的正常运行。

关键词：电力设备；监控；预警

引言

随着我国社会的不断发展，我国人民在生活水平不断提升的同时，在日常生活以及工作的过程中对于电力的需求也在不断的提升。在这样的情况下，我国电力供应是否保持安全稳定，不但会影响到我国人民的日常生活，同时也会对我国的经济发展产生非常大的影响。电力设备的运行性能以及稳定性对于电网正常运行具有重要影响。因此，为保证电网正常运行，需要进一步保证电力设备可以持续稳定的发挥作用。但电力设备在实际运行中，容易受到人为因素及自然因素的破坏，因此，有必要建设电力设备运行综合应急预警系统，全天候监察电力设备运行状态，一旦出现异常状况，及时预警并处理。从而保证电网的安全、稳定的运行。

1电力设备运行现状

电力设备的正常运转，为我们的日常生活中的电能提供了源源不断的支持。这不仅和我们的日常生活息息相关，更是国家电网可以良好运行的重要保障。由于电能的消耗量巨大，如何让电网的电能质量不被降低，提升电力设备运行的可靠性，甚至是减少企业的经济损失，成为了目前行业研究人员需要着重解决的问题。但是电力设备在实际运行过程中，容易受到外界因素破坏，从而对设备运行造成影响，进而影响电网的安全运行。

1.1人为破坏

人为破坏主要是指偷盗电力设备，由于电力设备分布线长而广，大部分地处荒野，远离人们居住之地，这在客观上为犯罪分子作案提供了条件。

1.2自然破坏

（1）风灾影响

在电力设备运行的过程当中，还有可能由于风灾而导致的电力设备运行的故障，受到风灾而出现的电力设备的运行故障一般会出现三种状况：a.一些外物所导致的输电线路的短路，比如：树木、竹子、锡箔纸、塑料薄膜、地面上的草席以及一些简单的草屋顶等等，都可能会导致输电线路的短路；b.导线对地面放电而导致的接地故障，又或者是导线与导线之间出现接地故障；c.当一些暴风雨天气来临时，出现杆倒线断的现象，但这种现象一般只会在暴风雨或者是龙卷风的天气下才可能会发生。

（2）覆冰故障

在一些常年处于冰雪或者风暴天气状况的地区，电力设备很容易被冰层或者大雪覆盖。而随着天气情况越来越恶劣，冰层甚至会逐渐加厚，最终，电力设备因为承受不住负荷而受损。如不及时进行处理，甚至会引发输电线路杆变形或者倒塌的事故，严重则会因为绝缘子受损而出现闪络故障。另外，在恶劣天气的环境下，电力设备也会产生较大幅度的振动，这将会在最终对电力设备的安全运行产生影响。

（3）雷击影响

电力设备运行也可能会受到雷击的影响，随着全球经济的快速发展，气温不断发生改变，全球气候变暖造成温室效应的出现，这些现象就使得气候发生了较大的改变，气候的变化无常必定会影响到电力设备的正常运行。尤其在遇到雷电天气时，电力设备很有可能就会出现雷击现象，而雷电的发生不是周期性的活动，无法对其进行长期监测，所以在一些江河湖泊、地势复杂的高山地区，一旦遇到雷电天气就很有可能会出现电力设备故障。

2电力设备综合应急预警系统

电力设备综合应急预警系统结构如图1所示。

图1电力设备综合应急预警系统结构图

2.1设备接入层

设备接入层主要包括电力设施防盗预警系统和输电线路监控预警系统。

2.2传输层

运用网络通信技术组建综合预警中心站系统，利用GSM/GPRS网络、公共交换电话网等建立远程的信息无线收集网络系统，组成完整的综合预警信息网络传输系统，无需敷设专用通信线路通道，节约投资。

2.3应用层

应用层实现画面监视、资源管理、安全控制、决策指挥、事故处理、信息发布等不同功能，各种应用既可独立运行，也可综合调用。通过对日常管理信息和视频监控信息进行分析，提取潜在的预警信息，并对历史事故进行处理、提取和收集，以建立完备的预案库及决策库。

2.4接口层

扩展应用，提供与其他系统的接口。系统可以通过网关、路由器等网络设备与其他电力信息系统实现数据共享、系统信息发布等，成为电力现代化管理信息平台的组成部分。

3电力设施防盗预警系统

该子系统分为远端监护站系统和监控中心主站系统，主要实现配电网电力设备的防盗保护预警功能。远端监护站通过红外人体感应、线路运行监测等手段监测被保护设备周围的环境变化，在受到威胁时马上做出预警动作(现场高音震慑、预警信息及时发送);监控中心主站系统不间断监视各远端监控站的状态，收到报警信息(信息类别有设备缺相或短路、设备停电、设备拆卸、监测装置故障、监测装置操作记录等)后做出告警并定位，根据报警信息的不同情况，分别自动通知各相关职能部门，及时、有效地处理各种紧急事件，打击偷盗和破坏电力设施的犯罪行为。

4输电线路监控预警系统

4.1硬件设计

系统硬件结构设计如图2所示。

图2系统硬件结构

由图2可知：采用工业以太网+现场总线构建一个贯通电力结构的以太冗余双环网，预警系统硬件结构主要是由电力系统、信息采集器、执行器、监控器和人机交互界面组成的。

（1）电力系统

电力系统由控制器、互感器和断路器组成，其中控制器是对系统中的网络传输进行有效控制；互感器和断路器是通过切除电力设备线路，控制网络数据传输通断问题。

（2）信息采集器

信息采集器主要安装在智能终端，将非结构化的信息从大量网页中提取出来，并存储到数据库之中。需要快速、准确判断电网信号监控风险，智能诊断全部信号，并实时对数据进行处理。采用TLP521-3型号芯片作为信息采集器主要芯片，将信息通道1连接到按钮BUTTON1，该按钮是由4个节点组成的，主要负责电力系统出现的不同问题。信息采集器主要用于完成对子站进行实时监控。

（3）执行器

执行器主要安装在信息采集器终端，其任务是对系统子站端信号进行实时采集，完成对子站信息监控。

（4）监控器

传统系统监控器存在信噪比较低的问题，导致系统在噪声干扰情况下，无法对电网信号进行监控，无法准确预警。

（5）人机交互界面

构建贯通电力结构以太冗余双环网，设计电力系统，保证系统在运行过程中具有充足电力；将信息采集器安装在智能终端，从大量网页中提取相关信息，通过风险信息采集电路，完成对子站的实时监控，为执行命令执行提供支持。设定运行参数，进而达到预警目的。

4.2软件设计

设计软件工作流程，如图3所示。

图3软件工作流程

其主要包括不同预警模块：状态预警时通过硬件服务来达到判断电网安全状态，通过对其状态监控实现预警；阈值预警是通过对信号设置风险预警阈值，将当前数据与预警阈值进行对比，如果监测数据不在相应预警阈值范围内，则说明该监测行为符合预警条件，进而升级为预警事件；快变预警需要与同类数据进行对比，如果变化较快，说明差值大于一定比例，则说明被监测的信号发生较大变动，此时需升级为预警事件；趋势预警是通过对监控信号趋势分析来判断信号是否达到预警条件，趋势预警需通过触发阈值、指标和差值这三个指标来实现短期信号监控风险预警；评价预警是通过打分对监控信号进行评价的，通过分值判断信号监控是否存在风险；关联预警就是在信息系统以及基础设施运行过程中，查找存在对象集合之间的因果结构，进而实现信息资源主动预警。

由图3可知：该系统软件工作流程主要是对初始化程序中设定的潮流限值进行处理，实现对潮流、变压器负载率的处理，每个功能程序模块都与初始化、读取实时数据公共程序模块相配合，实现对电网预警功能。

5结束语

在社会发展的过程中，电力供应是非常重要的一环。在这样的情况下，电力设备的运行是否正常将会直接影响到我国电力供应的稳定性。电力设备的良好运行不止是电能实现的基础，很大程度上更是保障了电网的可靠性和安全性。因此，加强对电力设备运行监控是十分重要的，电力设备的运行状况直接影响电能能否源源不断地供给，同时影响着人们的日常生产和生活。因此，加强电力设备综合应急预警系统的应用，能够使得电力设备故障及遭受人为破坏的情况能够得到有效改善，同时针对输电线路故障也可以及时有效预警、处理，及时消除电力设备中的安全隐患，保证设备运行的最佳状态。

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作者简介

李维宁（1981-）男，汉族，研究生，工程师，主要从事电力应急救援队伍及预案管理，应急装备研究及管理。