一种输电线路电压远程监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种输电线路电压远程监控系统，包括依次连接的电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块、后台监控中心，所述电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块都与太阳能电池模块连接，所述电场测量装置安装在输电线路下方的地面上，所述数据收发模块与后台监控中心通过5G无线通信连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术无需在输电线路上安装电压互感器，而是采用安装在地面的非接触式传感器，这种非接触式监测避免了与输电线直接连接，安装、维修方便，可以保证测量的便利性。

A remote monitoring system of transmission line voltage

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路电压远程监控系统
本技术涉及电力监测领域，尤其是涉及一种输电线路电压远程监控系统。
技术介绍
电力系统的安全运行关系着整个国家的命脉。如何快速、准确、方便的监测输电线路的运行状态是十分重要的。而电力系统运行状态的各种主要参数是通过对电压的监测得到的，并且输电线路中电压的监测与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关。因此，电压在电力系统是最基本的被测物理量。目前，交流架空输电线路电压常用的监测方法是在输电线路末端安装电压互感器。但电压互感器体积大、重量大、绝缘要求严格。并且由于电压互感器与输电线路的直接电气连接，在现有线路上安装电压互感器存在许多困难。对高压交流输电线路电磁环境的大量研究证实，输电线在周围环境中产生的电场随着输电线上电压的变化而同步发生变化，源与场之间存在着显著的正相关性，因此，可以通过建立场-源数学模型，通过电场传感器，由在输电线下测量得到的工频电场数据逆运算得到输电线上的电压。目前5G通讯已在国内部分校园建成启用，该技术的兴起将为输电线路远程监控带来最新发展空间及技术平台。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种输电线路电压远程监控系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种输电线路电压远程监控系统，包括依次连接的电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块、后台监控中心，所述电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块都与太阳能电池模块连接，所述电场测量装置安装在输电线路下方的地面上，所述数据收发模块与后台监控中心通过5G无线通信连接。优选的，所述数据采集模块包括依次连接的放大器、低通滤波器和A/D转换单元，所述A/D转换单元与所述数字信号处理器连接。优选的，所述太阳能电池模块包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能控制器分别与太阳能电池板和蓄电池连接。优选的，所述电场测量装置设有多个。优选的，多个所述电场测量装置在输电线路的两个相邻杆塔之间均匀分布。优选的，所述微处理器包括单片机。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、本系统无需在输电线路上安装电压互感器，而是采用安装在地面的非接触式传感器，这种非接触式监测避免了与输电线直接连接，安装、维修方便，可以保证测量的便利性。2、该系统采用5G无线网络传输技术，大幅提升数据传输速度，能实时将数据传输到后台监控中心，安全便捷。3、采用太阳能电池模块，更节能环保，通过蓄电池存储多余的太阳能，使用灵活。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中电场测量装置的安装位置示意图。图中标注：1、电场测量装置，2、放大器，3、低通滤波器，4、A/D转换单元，5、数字信号处理器，6、微处理器，7、数据收发模块，8、太阳能电池模块，9、后台监控中心。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1所示，本申请提出一种输电线路电压远程监控系统，能够基于输电线路下工频电场强度逆运算出输电线路上的电压，然后通过5G无线通讯远程监控。本系统包括依次连接的电场测量装置1、数据采集模块、数字信号处理器5(DSP)、微处理器6(MCU)、数据收发模块7、后台监控中心9。电场测量装置1、数据采集模块、数字信号处理器5、微处理器6、数据收发模块7都与太阳能电池模块8连接。数据收发模块7与后台监控中心9通过5G无线通信连接。本实施例中，数字信号处理器5为DSPIC33FJ16GS50型号，微处理器6为STM32F103ZET6型号单片机。如图2所示，电场测量装置1在输电线路下方的地面上设有多个，并在输电线路的相邻两杆塔之间均匀分布。本实施例中，电场测量装置1具体采用EFA300电磁场分析仪。本系统利用非接触式传感器取代电位传感器，将通过工频电场测量得到的电场强度，利用工频电场强度与输电线路电压之间的关系，基于逆运算思想计算得到输电线路电压。具体计算输电线路电压的方法可以参照公开文献“Non-contactvoltagemeasurementofthree-phaseoverheadtransmissionlinebasedonelectricfieldinversecalculation”记载的方法。数据采集模块包括依次连接的放大器2、低通滤波器3和A/D转换单元4，还包括基本的外围电路。A/D转换单元4与数字信号处理器5连接。电场测量装置1首先将获取的信号通过放大器2及低通滤波器3抑制高频噪音，再通过A/D转换单元4传输数据给数字信号处理器5。本实施例中，放大器2的型号为OP07，低通滤波器3的型号为SJB920，A/D转换单元4的型号为KV-NC4AD。数据收发模块7通过5G无线网络传输，具体可以采用5G双频WiFi模块SKW93A，其内部集成了射频收发、MAC、基带处理、WiFi协议和配置信息及网络协议栈，可以轻松实现设备的无线网络功能。除此之外，数据收发模块7还可以采用5G通讯模块ExynosModem5100，可同时支持sub-6GHz与mm-Wave，且向下兼容2G/3G与4G技术模式，使用灵活。太阳能电池模块8包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，太阳能控制器分别与太阳能电池板和蓄电池连接，太阳能电池板优先通过太阳能控制器给系统的元器件供电，多余的电量存储到蓄电池中。本实施例中的太阳能控制器的型号为DHS-SP-48V50A。后台监控中心9包括数据服务器、操作员站、UPS备用电源、网络交换机和5G通信设备。后台监控中心9用于远程对输电线路的电压、气候状况(温度、覆冰厚度和风速)、导线状况(导线温度、导线张力、导线微风振动)、绝缘子状况(绝缘子盐度、绝缘子密度)等情况进行监控。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路电压远程监控系统，其特征在于，包括依次连接的电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块、后台监控中心，所述电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块都与太阳能电池模块连接，所述电场测量装置安装在输电线路下方的地面上，所述数据收发模块与后台监控中心通过5G无线通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种输电线路电压远程监控系统，其特征在于，包括依次连接的电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块、后台监控中心，所述电场测量装置、数据采集模块、数字信号处理器、微处理器、数据收发模块都与太阳能电池模块连接，所述电场测量装置安装在输电线路下方的地面上，所述数据收发模块与后台监控中心通过5G无线通信连接。


2.根据权利要求1所述的一种输电线路电压远程监控系统，其特征在于，所述数据采集模块包括依次连接的放大器、低通滤波器和A/D转换单元，所述A/D转换单元与所述数字信号处理器连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：于利佳，田瑾，李洪芹，汪茹，徐敬一，张祖银，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海;31