解決方案


TARCO輸電線(xiàn)路安全監測解決方案

Transmission Line Safety Monitoring Solution



OVERVIEW

行業(yè)背景

目前我國高壓輸電網(wǎng)絡(luò )總規模已躍居世界第一,至2022年底,全國各級別高壓輸電線(xiàn)路回路長(cháng)度近200萬(wàn)公里,220千伏及以上輸電線(xiàn)路回路長(cháng)度共88.2萬(wàn)千米。在電網(wǎng)運營(yíng)管理工作中,需要對輸電線(xiàn)路做好安全管理監測工作,使其處于安全狀態(tài)。避免出現安全問(wèn)題影響供電穩定。

《電力安全生產(chǎn)“十四五”行動(dòng)計劃》提出高效開(kāi)展電力安全專(zhuān)項監管和重點(diǎn)監管,努力提升安全監管效能,持續推動(dòng)電力安全治理體系和治理能力現代化,為全面建設社會(huì )主義現代化國家營(yíng)造安全穩定的電力供應環(huán)境。

國家能源局印發(fā)《2023年電力安全監管重點(diǎn)任務(wù)》,明確了7個(gè)方面共28項具體舉措,確保電力系統安全穩定運行和電力可靠供應,推動(dòng)全國電力安全生產(chǎn)形勢持續穩定變好。

行業(yè)痛點(diǎn)

針對高壓輸電線(xiàn)路運行狀態(tài)在線(xiàn)監測意義重大,尤其是對身處惡劣環(huán)境中高壓輸電線(xiàn)路運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。利用科學(xué)技術(shù)手段,建立起輸電線(xiàn)路狀態(tài)監測系統,減少線(xiàn)路周?chē)鳂I(yè)施工、導線(xiàn)覆冰、風(fēng)偏舞動(dòng)、大跨度承壓、導線(xiàn)懸掛異物、桿塔材被盜等因素引起的電力事故。同時(shí),建立數據模型及評估體系,為操作管理人員準確展示線(xiàn)纜的狀態(tài)信息以供決策,減輕巡視人員的勞動(dòng)強度,為線(xiàn)路運營(yíng)單位提供直觀(guān)可靠的線(xiàn)路安全信息,提高線(xiàn)路安全運行水平。

安全威脅:

管控措施不足:

線(xiàn)網(wǎng)發(fā)展與管理效能發(fā)展不對稱(chēng)

電網(wǎng)智能技術(shù)基礎設施建設落后

常規技術(shù)手段效果差

管理難度大:

運維人力不足

所處環(huán)境復雜

線(xiàn)網(wǎng)規模巨大

滿(mǎn)足運營(yíng)方的訴求

需要高效實(shí)用的監測系統, 為輸電線(xiàn)路裝上“順風(fēng)耳”,來(lái)實(shí)時(shí)掌握輸電線(xiàn)路全線(xiàn)的運行狀態(tài),監視隱患,診斷事件,預警威脅。

線(xiàn)路覆冰

雷擊閃絡(luò )

風(fēng)害舞動(dòng)

弧垂斷股

桿塔異常



術(shù)方案

TECHNICAL PROPOSAL

總體架構

本監測系統是融合光纖中多種散射機制的分布式光纖多參數傳感監測系統,基于布里淵散射、瑞利散射傳感原理和相位敏感型光時(shí)域反射儀技術(shù)。應用在架空輸電線(xiàn)路上 , 對線(xiàn)路具有實(shí)時(shí)安全觀(guān)測、確定事件位置、監測風(fēng)險等級以及線(xiàn)路風(fēng)險預測等功能。

系統特點(diǎn)

預測預警功能

(1) 具備線(xiàn)纜覆冰提前預測功能:根據連續測量一段時(shí)間溫度與應變數據,結合導線(xiàn)覆冰數值計算模型,以及過(guò)往的覆冰的數據,提前預測線(xiàn)纜覆冰情況的發(fā)生。

(2) 具備線(xiàn)纜覆冰舞動(dòng)預警功能:根據線(xiàn)路舞動(dòng)幅度及頻率,線(xiàn)纜跨度范圍,尤其是低頻大幅度的振動(dòng)沖擊發(fā)生的條件和規律前兆,提前預警線(xiàn)路覆冰舞動(dòng)事故發(fā)生概率,通知用戶(hù)提前融冰。

(3) 具備線(xiàn)路環(huán)境溫度預警功能:依據連續測量一段時(shí)間溫度數據,結合線(xiàn)路周邊環(huán)境情況,識別異常高溫發(fā)生位置,用于線(xiàn)路及周邊環(huán)境的火災告警。

(4) 線(xiàn)路老化預警及健康評價(jià):結合歷史測試數據等大數據分析,給出線(xiàn)纜的拉伸趨勢及光纜余長(cháng)的變化趨勢,為線(xiàn)路健康給出綜合評價(jià)及分析,防止斷纜等故障發(fā)生。

配置管理方便

(1) 可配置對接多個(gè)監測設備,對監測設備IP端口進(jìn)行配置后,可分別對配置中心上報監測預警數據信息。

(2) 對覆冰告警、舞動(dòng)預警、溫度異常的預警門(mén)限參數可進(jìn)行分段配置,覆冰告警門(mén)限可分為三個(gè)等級(緊急/主要/次要),用戶(hù)可根據實(shí)際調整配置參數,根據配置的門(mén)限值進(jìn)行信息預警。

數據報表豐富

對告警數據,提供分段的歷史告警數統計圖(展示線(xiàn)纜段的告警數據量,對覆冰告警、舞動(dòng)預警、溫度監測告警等用不同類(lèi)型告警統計區分展示),可按時(shí)間范圍、站點(diǎn)等進(jìn)行篩選統計展示,并可導出Excel 報表。

擴展開(kāi)發(fā)便捷

平臺支持第三方系統接口接入。支持系統資源管理接口和監控報警數據模塊接口通過(guò)標準的Rest接口對接到第三方服務(wù)平臺,進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。運行維護方便操作方便,系統支持遠程更新、配置與調試。通過(guò)各站點(diǎn)檢測分析儀亦可實(shí)現控制中心遠程控制。



產(chǎn)品選型

PRODUCT AND SELECTION

監測主機

tMulS分布式光纖多參數監測分析儀是輸電線(xiàn)路安全監測系統的核心硬件模塊,是一款融合光纖中多種散射機制的分布式光纖多參數傳感監測設備,實(shí)現光纜損耗、應變、溫度、振動(dòng)等多參量的并行感測合成,極大提高光纖傳感系統在復雜環(huán)境監測應用中對異常事件的辨識精度。tMulS設備采用“多參數測量共用同一光源、調制單位、傳感光纖以及信號采集單元”的新方案,解決不同物理場(chǎng)信號位置不同源的難題,實(shí)現多個(gè)物理場(chǎng)與待測對象狀態(tài)特征的時(shí)空精準映射,為架空線(xiàn)纜在線(xiàn)監測提供數字孿生解決方案。

公司已獲得該系統相關(guān)的主要授權發(fā)明專(zhuān)利:

基于調制脈沖和多重散射的多參數分布式光纖傳感系統    ZL 201510747665.3

多參數分布式光纖傳感系統    ZL 201610681776.3

基于多斜坡輔助的大動(dòng)態(tài)范圍布里淵快速測量系統       ZL 201910006107.X

基于泵浦脈沖掃頻的動(dòng)態(tài)布里淵光時(shí)域分析系統     ZL 201710976581.6

分布式光纖振動(dòng)和溫度傳感系統     ZL 202121083729.1

長(cháng)距離分布式布里淵動(dòng)態(tài)應變測量系統    CN 201810727862.2

矢量光學(xué)啁啾鏈布里淵時(shí)域分析系統    CN111947696A

光纖分布式傳感快速布里淵頻譜分析軟件    2020SR0923310

技術(shù)參數


(此產(chǎn)品系列均適用于解決方案,用戶(hù)可根據實(shí)際技術(shù)參數需求選取適合的型號,兼顧產(chǎn)品性能與成本)

技術(shù)優(yōu)勢

TARCO 光纖輸電線(xiàn)路安全監測系統以tMluS系列分析儀為核心設備,具備國家發(fā)明專(zhuān)利授權。具有以下優(yōu)勢:

多參量并行感測合成:光纜損耗、應變、溫度、振動(dòng)、聲紋等多參量同時(shí)傳感,實(shí)現同一位置處不同物理場(chǎng)信號的時(shí)空融合;

硬度高度集中,綜合成本低:“源—調—感—測”一體化集成系統,多參數測量更緊湊、更可靠、成本更低;

測量范圍廣,監測范圍可達單通道最高100km,分布式傳感器,連續無(wú)盲點(diǎn);

監測精度高,溫度精度 ±0.5°C,空間分辨率1-50m,應變精度10με;

預警準確率高,報警準確率≥ 99%;

學(xué)習能力強,系統自主學(xué)習、主動(dòng)迭代、分類(lèi)識別;

抗電磁干擾強:光纖作為傳感器,主要材料是石英,絕緣且本質(zhì)安全,特別適用于110KV及以上高壓輸電線(xiàn)路和水下線(xiàn)路。

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