（四川电力设计咨询有限责任公司四川成都610000）
摘要：在电力系统的发展中，高压输电线路作为其主要的构成部分，有着很高的危险性。为了保障输电线路的可靠性和安全性，电网的在线监测技术因运而生。输电线路在线监测系统可以实现数据采集的准确度提升和信息多样化。高压输电线路上的在线监测设备供电问题是目前工程应用中的难点和关键点。研究稳定、可靠并且可以持续供电的电源具有重要的价值。
关键词：电网；输电线路；在线监测；供电电源
引言
输电线路，主要是借助变压器把发电机所发出的全部电能作升压处理后，经过断路器等一些控制性装置逐渐接入至输电线路。在输电线路的运行管理中，加强输电线路设备的安全运行时保证电网安全运行的基础手段。输电线路的在线监测就是为了避免对线路设备过度检修常用的技术手段，在提高电网运行可靠性和降低经济损失方面表现出了较好的效果。但随着输电线路在线监测系统的应用，监测系统的供电问题成为其发展的最大阻碍，因此，本文中首先对输电线路在线监测进行分析，然后介绍目前常用供电电源，最后提出一种基于电力线本身取电的感应取能电源设计。
1输电线路在线监测概述
高压输电线路在线监测技术的应用原理，主要是对电力系统运行状态中的相关运行参数进行采集，且对所采集的参数进行有效分析，同时对电力系统当中的设备状态实施相应的预估和判断。在线监测技术可以对高压输电线路的故障做好提前预知，即预测故障部位和类型，从而为设备的进一步检修提供科学合理的数据信息。为了合理应用在线监测技术，监测装置需满足以下要求：
（1）加强重视输电线路高空作业中输电线路安装的安全性和便捷性。
（2）对输电线路信息数据传输的方式以及存储方式进行规范化，确保在线监测系统能够实现统一管理。
（3）保证安装的装置不会对输电线路自身的安全性产生影响，防止所安装的装置对线路自身的机械性能产生影响。
（4）在线监测装置在安装中需要具有相应的适应性和抗磁性，不需要外界电源提供动力，能够实现成本的合理降低。
2输电线路在线监测技术的应用
2.1防外力破坏在线监测
输电线路实际运行中，面对的外力破坏隐患也越来越多，当前防外力破坏技术已无法满足对线路安全运行防患未然的保障需求。因此，在输电线路防外力破坏电路结构设计方面进行了更多的优化工作，相关技术通过前端测量终端、本地报警装置、后端显示和预警平台等设备的全面防护，强化输电线路的防外力破坏功能。在输电线路防外力破坏技术设计中，由供电模块、测试模块构成的前端测量终端用于检测被测目标的距离，同时将检测到的相关信息转换为无线电信号发送到报警装置。
2.2故障定位在线监测
故障定位在线监测技术的实现，采用了无线报警方式，结合了自动化、智能化技术和可视化数据终端，将线路故障定位信息和周边情况用最快的速度以直观的形式显示出来。相关技术是由单片机和若干集成电路芯片组成的微系统，使故障定位技术仅利用简单工艺即可完成总体结构的紧凑性故障定位设计，同时增强了故障定位时的抗干扰能力、自动化程度。
2.3气象环境在线监测
在遭遇恶劣天气引发的自然灾害时，输电线路常常会受灾害影响无法正常运行，进而引发大面积停电事故。利用磁场检测技术对塔杆周围的磁场情况进行监控，通过掌握实时的碰场数据，可以实时掌控设备的运行情况，对于提高塔杆和相关设备的安全性具有重要意义。
相关监测技术采用具备接收气象传感器、磁场检测仪的测量检测板，对杆塔周围的气象情况进行实时监测。这些数据被通信模块输送到远端控制中心，并生成数据变化的直观图像，得到气象参数变化曲线，再根据一定的函数关系对天气趋势进行预测。
2.4动态增容在线监测技术
现阶段，对高压输电线路的输送容量进行增加主要采用静态提温增容及动态监测增容技术来实现。作为一种新型的在线监测技术，静态提温增容技术能够提升高压输电线路的温度，以此来增大输送容量。然而，这种技术在一定意义上不符合相关标准及规范，对导线和一些设备在应用方面的寿命会产生影响，由此提出动态增容技术。动态增容技术能够呈现输电线路潮流及热稳定限额的变化状态，为工作人员提供良好的数据支撑，同时还能分析输电线路的容量，确保输电线路在运行中其自身的输送能量符合相关要求。动态增容技术在高压输电线路在线监测中的应用能够评估线路运行的温度是否符合要求，还可以合理分析自然因素，不断提升线路的运行故障处理效率。如果输电线路中的运行温度高于标准要求，就需要转移负荷量或者停用，以此来确保输电线路的安全性。
2.5其他监测
随着输电线路在线监测技术的不断完善，相关技术针对不同情况采取的技术更为细化，如针对恶劣极端天气的输电线路覆冰监测技术、针对空气动力不稳定的在线舞动监测技术、针对地基不均匀沉降导致输电线路杆塔倾斜的监测技术等。
3输电线路在线监测系统新型供电电源
3.1太阳能和蓄电池供电电源
太阳能是一种太阳光的辐射能，那么太阳能电池就可通过光电效应或光化学效应直接把光能转化成电能，因此将太阳能发电和蓄电池结合使用，既能发挥在光照条件下太阳能的光电特性，又能发挥蓄电池储能系统的充放电特性，从而尽可能保证供电电源的可持续供电。
3.2风能和蓄电池供电电源
与太阳能供电电源相同，这种供电电源也采用通用的蓄电池组，既增强了供电稳定性，又充分利用了既有资源；同时，风能采用与太阳能相同的主回路与控制电路。采用风能供电电源的在线监测系统一般位于山区，风速较大，多采用风能为输电线路在线监测系统供电，因此储能设备的使用率减少，即相对于太阳能供电电源，风能供电电源的蓄电池使用寿命更长。
4输电线路在线监测系统感应电源分析
输电线路从电力线本身取电是解决在线监控供电设备的一个重要思路，并且有着广阔的应用前景。
感应取电利用电磁感应原理，依靠电流互感器从高压母线上感应出交流电压，经过冲击保护、能量泄放、整流、滤波、直流-直流(directcurrent-directcurrent，DC-DC)变化等电路，即可从高压母线上得到监测设备所需的低压直流电源。
根据电磁理论相关知识及互感器原理可知，互感器的二次侧感应电动势有效值为：
式中：f为线圈激励电流的频率；N2为特制线圈的绕制匝数；Bm为铁芯饱和磁感应强度；S为铁芯的有效截面积。
在母线电流较大的情况下，铁芯容易进入磁饱和状态。当铁芯磁饱和时，二次侧电压十分不稳定，深度饱和时感应电压波形会发生畸变，变成尖峰脉冲，峰值可达数百伏，可能造成后端芯片的烧毁。同时，长时间工作在深度饱和状态下也会导致线圈温度升高，致使线圈烧毁。
根据磁路欧姆定律：
式中：Φ为铁芯中的主磁通；N为母线匝数；I为流过母线的电流；R为铁芯的磁阻。
从式（2）可以看出，在相同的磁势下，磁阻越大，通过铁芯的磁通就越小。所以，增大磁阻可以减小穿过铁芯的磁通，以免铁芯在较大的母线电流下产生过早饱和。
式中：L0为空气气隙的长度；μ0为空气器的磁导率。
由于空气的磁导率相对于铁芯的磁导率μ非常小，所以空气气隙产生的磁阻非常大。根据铁芯磁化曲线可知，磁阻增大，降低了通过铁芯的磁通，延缓了铁芯的饱和。所以，在铁芯开口处留有长度为0.5mm的空气气隙。
5结束语
总之，为了确保输电线路在线监测系统的安全可靠运行，有必要加强供电电源的优化设计和开发新的可以长期运行且提供足够的电力来满足日益增长的负荷需求的供电电源，这也是当前电力系统供电电源领域的研究重点。
参考文献
[1]支理想.高压输电线路在线监测供电电源研究及应用[J].电源技术，2015(02)
[2]熊兰.输电线路在线监测设备供电电源的研制[J].电力自动化设备，2012(32)
[3]郭昊坤.高压输电线路上监测装置电源的研究与设计[J].电工电气，2017(06)