自动化监测技术在电力工程监测中的应用

王娜

摘要：近年来电力作为现代社会最基础的能源之一在各个行业中发挥着极为重要的作用。电力电缆具有运行故障率相对较低、运行维护费用较低、可靠性比架空线路高、适应各种恶劣气象条件等优点，近年来，越来越多的电力线路采用电缆方式敷设。电力电缆一般采用顶管隧道的方式钻越河流、公路，隧道两端的顶管工作井基坑开挖深度大，属于深基坑，深基坑对施工质量、安全要求高，当工作井位于城区时，工作井深基坑周边环境复杂，地下管网密集，高楼林立，一旦发生事故，就会对周边人民的生命、财产安全造成严重损害。因此，施工过工程中有必要对基坑进行实时监测，为施工提供合理的参考意见。本文就自动化监测技术在电力工程监测中的应用展开探讨。

关键词：基坑监测；自动化；应用

引言

电网安全运行的不可或缺要素之一就是电力监控系统，随着当今社会的发展，网络和通信技术等新兴科技被深化应用于电力监控系统中，因而对电网保护性能监控系统要求很高，同时也应当逐步提高电网自动化和智能化管理水平。特别是在国家基建迅猛发展的当下，电力系统作为发展命脉，其重要性不言而喻，因此更应加大对电力监控系统的安全监测管理的分析和思考，逐步尝试对当下情况进行优化，用以满足电网系统发展的需要。

1状态监测与故障诊断的必要性

在电力系统的运行中，做好整个系统设备的监控和故障诊断，保证电力系统的安全稳定运行是非常重要的。电力系统设备在运行中会受到各种因素的影响，包括内部因素和外部因素等，在长时间的影响下，电气设备难免会出现故障问题。同时，电力系统的电气设备在长时间运行中也会因气候发热而引起老化问题，从而导致电气设备发生故障。如果不及时发现和处理，就会影响整个电力系统，导致局部停电，甚至大规模停电，给社会造成巨大的经济损失。因此，电力企业需要高度重视这一点，全面监测电气设备的运行状态，通过科学的故障诊断技术处理电气设备的故障问题，保证电力系统运行的稳定。

2自动化监测技术在电力工程监测中的应用策略

2.1自动化监测技术框架体系

自动化监测根据测量数据采集手段的不同，一般可分为光学仪器自动化监测和力学传感器自动化监测两种类型。光学仪器类主要有全站仪、激光测距仪等，自动化测量监测点的空间一维～三维坐标变化量；力学传感器类主要有倾斜计、水位计、土压力计、轴力计等，通过应力和变形测量，实现自动化监测。光学仪器自动化监测和力学传感器自动化监测的技术体系相同，都是由现场的传感层（光学仪器或力学传感器）、数据采集传输层及服务器云平台层（监测云平台）组成，如图1所示。

图1　自动化监测技术框架体系

根据电缆隧道工程的实际监测需求，定制开发了电缆隧道安全监测云平台，监测云平台可通过网页进行访问，云平台主界面如图2所示。监测云平台可支持深层水平位移、地下水位、支撑轴力、垂直水平位移等项目的自动化监测。现场监测时，先安装自动化监测设备，如测斜仪、水位计等自动化监测使用的传感器，传感器通过信号线连接到数据采集传输模块，通过监测云平台，对安装好的自动化监测设备采集参数进行设置后，平台可实时接收现场数据采集传输模块无线传回的监测数据，然后对数据进行存储、处理、预警、监督管理、数据查询、报表发布等工作。

图2　监测云平台主界面

2.2管理设备入网接入

加大准入安全扫描力度，包括对委托能源监测系统的源头控制和安全措施，并对这些系统进行彻底的准入安全扫描测试，以确保设备和系统的正常运行和保护要求。避免不符合要求的设备和系统投入使用，有效提高网络安全。为了将设备连接到每个接入网络，由建设管理部门起草接入申请，经控制办公室批准并发布方式单，从而避免审计失误。为了优化安全设备的准入，特别是垂直加密和隔离等设备，控制和监督部门需要结合不同角度的信息，认真批准设备运行和维护部门以及施工管理部门指定的准入请求。审批完成后信息就会传递给控制部门，由其发送访问文件。然后，各部门开始按照路线图设置和调试设备，从而强化技术建议，确保不遗漏调试等。

2.3传感器的布局、显示和查询模块

通过标高、桩号等数据 , 将监测传感器模型添加到三维视觉场景中 , 根据不同功能进行分类 , 有独立的 ID 号。建立不同监测传感器的三维可视化模型 , 如多点位移计、螺栓应力计和锚绳测力计。为不同的传感器设置了不同的颜色、灯光、材质和纹理 , 这样用户就可以更快、更准确地分辨出不同的传感器。开发传感器安装模块。通过该模块 , 用户可以在场景中任意位置添加传感器的三维可视化模型 , 并进行旋转、平移、缩放等操作。同时 , 用户可以为传感器设置独立的 ID 号。通过传感器模型的识别功能。明显的标识可以被添加到传感器上 , 因此用户可容易地进行区分和查询。传感器的设置和地质剖面的安排为了地下洞穴。当选择不同的地质剖面时 , 可显示不同剖面上的传感器。建立了地下洞室室内场景的三维视觉模型。用户可以通过室内漫游 , 来了解建设后的岩洞的室内场景。根据传感器的安装位置确定地质断面。通过选择不同的地质断面 , 可打开并了解三维场景。

2.4网安问题的应急处理

及时完善管理制度，建立和加强安全管理制度和机制，严格遵守公司章程和行业相关的国家法律和条例。建立标准化的应急系统，简化监控系统中安全问题的处理，制定指挥系统、应急系统和应急安全的详细规范。严格按照网络安全设计措施等要求，加强网络安全监测和预警管理，完善全天候通报制度，对网安事件的预警信息进行实时监测、分析，并做好网络安全设备的运行工作，以便充分了解并及时进行网络安全事件的检测、处理和报告。

2.5监测结果的显示模块

可以在系统平台上通过点击鼠标选择任意一个传感器的测量点。通过过程图查询功能模块 , 打开测量点的过程线图 ,测量值随时间变化。根据需要 , 过程图界面显示测量点的名称、编号、埋深、测量原始值、物理有效值量、日期等。系统平台可将同一或不同监测断面的某类或某组测量点设为一个分布单元 , 并可为其设置固定的 ID。通过在分布单元上点击鼠标 , 查看设定时间内的测量值分布。该平台经测试运行 , 对监察信息查询和控制等操作的故障率为 0.0178%, 远低于市场同类水电工程安全检测可视化平台 0.0856% 的故障率 , 因此可以提高水电工程的管理效率。

结语

随着现代技术的发展，电力监控系统的性能逐渐得到优化，进一步促进了电力工业现代化发展的进程。传统的人工监测具有无法进行实时监测、反馈速度慢、受天气条件限制多、数据质量难以保证等缺点，难以满足电力工程顶管工作井深基坑的监测要求。自动化监测技术弥补了人工监测各种缺陷，通过自动化监测系统软硬件的配置，自动进行监测数据的采集、传输、处理、预警发布，为施工安全提供实时的数据保障。

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