基于OPGW光纤通信的输电线路在线巡视与监测新技术研究

随着近年来输电线路事故量逐年上升，现有的巡视方式已不能满足电力系统的需求。不论是人工巡视还是直升机巡视，都无法避免巡视的过度或漏失且受恶劣天气影响较大。线路状态监测系统不能替代输电线路人工巡视，在实际使用中利用率不高，经济效益较低。为提高线路运行维护人员的工作效率，本文设计了一种输电线路在线巡视系统，以取代人工线巡视。 本文首先根据架空输电线路人工巡视的具体任务，确定了输电线路在线巡视系统的功能要求和基本结构，既而重点对在线巡视系统的杆塔终端系统、后台主机系统的设计方案进行了阐述。 其次，为满足输电线路在线巡视系统对通讯网络的功能需求，提出了基于OPGW光电分离接口技术的光纤通信通道的基本构成方案。重点对利用OPGW光电分离接口技术构成光纤通信网络的方法以及EPON技术的优势进行了阐述。EPON网络组网方式多样，为使构建的EPON通信网络适应复杂的现场环境，探讨了“单主光纤”、“多主光纤”、“OLT级联”、“加装光功率放大器”等多重复合组网方式的设计方案，并从EPON组网设计基本原则入手，从光功率衰耗、覆盖范围、光功率分配、接入点数量和保护方案方面对各组网方式进行了评估，提出了各自的使用范围。并设计了通信网保护倒换方案，以加强输电线路在线巡视系统通信通道的可靠性。 最后，利用PSCAD/EMTDC建立了能够精确模拟地线接地方式的输电线路模型，对杆塔处发生接地故障情况进行了仿真分析，发现了接地故障下OPGW中的短路电流分布特性，并据此提出了一种基于OPGW工频电流幅值分布规律的输电线路故障定位算法。