一种电力系统技术领域的输电线路暂态载流能力监测装置及监测方法，该装置包括：第一数据采集终端，设置在输电线的杆塔上；第一采集单元；第一控制单元；第一传输单；第二数据采集终端，设置在输电线上；第二采集单元；第二据控制单元；第二传输单元。线路最大载流量能明确的告知调度人员该线路在当前剩下的故障消除时间下还有多大的载流能力，即该线路还能通过多大的电流。最长安全时间能明确告知调度人员该线路在该故障电流下，线路导线温度上升到最大允许运行温度还有多长时间，即故障处理还有多长时间。这两个指标能协助调度人员在最短的时间内选择最安全最经济的故障消除方式。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种电力系统
的装置及其方法，具体是一种输电线路暂 态载流能力监测装置及监测方法。
技术介绍
随着我国国民经济高速发展和电网建设持续高速发展，电网规模逐年增加，电网 密度逐渐增大，输电线路走廊呈日益紧缺之势。最大限度的发挥现有线路走廊资源，提高线 路的输送能力，不仅是提高资源利用效率的需要，也是建设坚强的智能电网的必然要求。目前动态载流量计算稳态热平衡条件下线路实际允许通过负荷，由于导线自身材 料的影响，其温升达到稳态热平衡是需要一段时间的。常规设计中，负荷选截面积的理论出 发点是30分钟导线达到稳定温升，而大中型截面积导线的发热时间常数τ大多在10 15 分钟。因此，为了充分利用输电线路的传输能力，在故障短时负荷情况下必须考虑线路的暂 态运行问题，即考虑故障情况下线路的暂态载流量大小。当导线中通过电流时，根据热平衡 原理有如下的暂态热平衡方程。权利要求1.一种输电线路暂态载流能力监测装置，其特征在于，包括 第一数据采集终端，设置在输电线的杆塔上；包括第一采集单元，完成对环境温度、风速及风向的采集；第一控制单元，控制所述的第一数据采集终端的正常运行、提供稳定电源、控制数据存 储、控制第一传输单元完成数据通信；第一传输单元，通过其将采集的数据发送到监控后台； 第二数据采集终端，设置在输电线上；包括 第二采集单元，完成对输电线的温度、输电线负荷电流的采集； 第二控制单元，控制所述的第二数据采集终端的正常运行、提供稳定电源、控制数据存 储、控制第二传输单元完成数据通信；第二传输单元，通过其将采集的数据发送到监控后台；监控后台，负责监测数据的接收、分析及计算出线路最大载流量和最长安全时间两个 指标。2.根据权利要求1所述的输电线路暂态载流能力监测装置，其特征是，所述的第一采 集单元包括相互独立设置的温度测量模块及风速风向测量模块，所述的温度测量模块及 所述的风速风向测量模块依次通过模拟开关、隔离保护电路及第一模数转换器与所述的第 一控制单元连接；其中所述的温度测量模块及所述的风速风向测量模块分别用于采集环境温度、风速及风向；所述的隔离保护电路，用于模拟信号的隔离、隔绝外界的干扰； 所述的第一模数转换器用于将上述模块采集到的信号转换成数字信号； 所述的第二采集单元包括相互独立设置的输电线负荷电流测量电路及输电线温度测 量电路；其中所述的输电线负荷电流测量电路包括相互耦合的导线电流测量模块及输电线信号调 理电路；所述的输电线温度测量电路包括两个温度探头；所述的输电线负荷电流测量电路及所述的输电线温度测量电路通过第二模数转换器 与第二控制单元连接。3.根据权利要求1或2所述的输电线路暂态载流能力监测装置，其特征是，所述的第一 控制单元包括第一主控单片机以及与所述的第一主控单片机耦合的第一电源管理模块、 贮存模块及时钟模块；其中所述的第一主控单片机，控制所述的第一数据采集终端的正常运行； 所述的第一电源管理模块，用于给第一数据采集终端提供稳定的电源，保证其正常运行；所述的贮存模块，用于暂存数据包序号，时间信息，电池信息，气候信息；所述的时钟模块，用于提供一个时钟脉冲，使第一数据采集终端基于所述的脉冲工作；所述的第二控制单元包括第二主控单片机及与所述的第二主控单片机耦合的第二电 源管理模块、贮存模块及时钟模块；其中所述的第二主控单片机，控制所述的第二数据采集终端的正常运行； 所述的第二电源管理模块，用于给第二数据采集终端提供稳定的电源，保证其正常运行；所述的贮存模块，用于暂存数据包序号，时间信息，电池信息，导线温度和线路电流信息；所述的时钟模块，用于提供一个时钟脉冲，使第二数据采集终端基于所述的脉冲工作。4.根据权利要求3所述的输电线路暂态载流能力监测装置，其特征是，所述的第一电 源管理模块包含相互耦合的太阳能电池板方阵、第一电源控制器、蓄电池组；其中所述的第一电源控制器，用于对所述的太阳能电池板方阵输出电压进行控制和调配； 所述的第二电源管理模块包括相互耦合连接的输电线取电线圈、第二电源控制器及 相互并联的蓄电池组；其中所述的输电线取电线圈，将从输电线上通过感应取电方式得到的交流电能转换为直流电；第二电源控制器将直流电转化为所需电压的稳定直流电； 所述的蓄电池组包括相互耦合的蓄电池组和蓄电池组控制单元； 所述的蓄电池组控制单元用于对每个单独的蓄电池进行控制，所述的蓄电池组控制单 元具有自我管理和外部控制两种工作模式。5.根据权利要求4所述的输电线路暂态载流能力监测装置，其特征是，所述的蓄电池 组包括相互耦合的蓄电池组和蓄电池组控制单元；所述的蓄电池组控制单元用于对每个 单独的蓄电池进行控制，所述的蓄电池组控制单元具有自我管理和外部控制两种工作模 式。6.根据权利要求1所述的输电线路暂态载流能力监测装置，其特征是，所述的第一传 输单元通过串口与所述的第一控制单元连接；所述的第二控制单元通过串口与所述的输电 线控制单元连接。7.根据权利要求1或3所述的输电线路暂态载流能力监测装置，其特征在于，所述的第 一数据采集终端与所述的第二数据采集终端通过GPS进行对时，保证时钟的一致性。8.根据权利要求2所述的输电线路暂态载流能力监测装置，其特征在于，所述的温度 测量模块及所述的温度探头选用能低供电电压且输出电压与测量温度比例呈线性的关系 的传感器；所述的风速风向测量模块选用三杯式感应器；所述的导线电流测量模块采用罗 氏线圈。9.根据权利要求1所述装置的监测方法，其特征在于，包括如下步骤Si，通过在待评估输电线路杆塔上安装第一数据采集终端得到当前时间的环境温度 Ta、风速Vw和风向dw ；S2，通过在待评估输电线路上安装所述的第二数据采集终端得到当前时间的导线温度 Tc和当前电流I ；S3，第一数据采集终端和第二数据采集终端通过无线通讯方式将测量得到的风速Vw、 风向dw、导线温度Tc和当前电流I传输到监控后台；S4，监控后台参照IEEE738-2006标准计算给定剩余时间的暂态载流量It和给定最大 电流下的安全时间Tr。10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征是，所述的步骤S4的计算包括以下步骤 S4. 1，监控后台参照IEEE738-2006标准根据本装置实测的风速、风向、导线温度和电 流I计算出交流电阻RTc、日照吸热Qs、对流散热Qc和辐射散热Qr ；S4. 2，利用Rimge-Kutta公式计算暂态热平衡方程得到给定剩余时间为Tr时，最大暂 态载流量It，即最大暂态载流量指标；S4. 3，利用Rimge-Kutta公式计算暂态热平衡方程得到给定最大电流为It时，最长安 全时间Tr，即最长安全时间指标；所述的暂态热平衡方程是指1 =+(^(1)+^-2^)-^(7:)),其中M为导线单位长度的质量；Cp为导体材料的比热容，RTc为交流电阻，Qs为日照 吸热，Qc为对流散热和Qr为辐射散热。全文摘要一种电力系统
的，该装置包括第一数据采集终端，设置在输电线的杆塔上；第一采集单元；第一控制单元；第一传输单；第二数据采集终端，设置在输电线上；第二采集单元；第二据控制单元；第二传输单元。线路最大载流量能明确的告知调度人员该线路在当前剩下的故障消除时间下还有多大的载流能力，即该线路还能本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种输电线路暂态载流能力监测装置，其特征在于，包括：第一数据采集终端，设置在输电线的杆塔上；包括：第一采集单元，完成对环境温度、风速及风向的采集；第一控制单元，控制所述的第一数据采集终端的正常运行、提供稳定电源、控制数据存储、控制第一传输单元完成数据通信；第一传输单元，通过其将采集的数据发送到监控后台；第二数据采集终端，设置在输电线上；包括：第二采集单元，完成对输电线的温度、输电线负荷电流的采集；第二控制单元，控制所述的第二数据采集终端的正常运行、提供稳定电源、控制数据存储、控制第二传输单元完成数据通信；第二传输单元，通过其将采集的数据发送到监控后台；监控后台，负责监测数据的接收、分析及计算出线路最大载流量和最长安全时间两个指标。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王孔森，盛戈皞，刘亚东，江秀臣，高强，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。