一种架空输电线路舞动在线监测系统技术方案

本发明专利技术属于输电线路状态监测技术领域，是一种架空输电线路舞动在线监测系统，其特征在于：每一个档距线路的在线监测系统由安装在输电线路上的若干个监测子站、分别安装在杆塔上的两个监测主站和安装在监控中心的后台监控上位机组成。它用两个主站和若干个子站监测一个档距线路的舞动状态，子站利用加速度传感器对线路舞动进行精确定位，定位数据通过短程射频上传至主站，每个主站接收四个较近子站的舞动监测数据，通过GPRS将监测数据及环境气象数据上传至后台上位机。每个主站通过GPS模块进行对时，保证上传数据的同步性。本发明专利技术系统体积小、对线路力学特性影响小、动态性能好、数据监测精度高、成本低廉、可全天候工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输电线路状态监测
，涉及ー种架空输电线路舞动在线监测系统，具体为ー种基于短程射频/加速度传感器/GPS的架空线路舞动在线监测系统。
技术介绍
电网输电的可靠性在很大程度上取决于输电线路工作状态的可靠性。架空输电线路长期运行于露天条件下，受风、雨、冰、雷电等自然条件影响较大，其工作状态不能得到保证。尤其当发生风偏和舞动等异常状态时，线路可能发生闪络、跳间，甚至倒塔等事故。我国幅员辽阔，气候多变，风偏和舞动异常状态发生规律和内在机理各异。尤其近年来，受全球气候环境变化影响，沿海地区气候的雨量、日照強度、风カ风向和温湿度等气候条件与内陆地区气候差异逐年加大，沿海地区线路的风偏、舞动状态的表现程度与发生概率无法參考内陆地区相关数据。为了快速、有效地查询事故原因、降低线路事故造成的经济损失、准确的对事故进行预警、详实的提供输电线路设计及技术改造的科学数据和理论依据，有必要对沿海地区线路异常状况与各种环境、气象数据对应的因果关系展开研究，并找寻风偏和舞动状态发生的原因和规律。沿海独特的台风气候中心风カ可达17级以上，为了更加深入的分析沿海地区线路风偏和舞动状态发生的根本原因和规律，还需对强风条件下诱发的无冰线路风偏、舞动等状态进行研究。至2000年以来，国内电网出现了不少因输电线风偏、舞动等异常状态引起的事故，故各研究机构对于输电线路状态分析理论及监测系统的开发进行了大量研究。申请公布号为“CN 101975565A”的中国专利技术专利“基于GPS的输电导线舞动监测系统及监测方法”，公开了ー种基于GPS的输电导线舞动监测系统及监测方法，但其定位误差较大，ー 般为1至10米。申请公布号为“CN 101986100A”的中国专利技术专利“基于差分GPS的输电线路导线舞动与风偏在线监测系統”，公开了ー种基于差分GPS的输电线路风偏、舞动在线监测系统，虽然其定位较为准确，但需要建立差分GPS基站，成本过高。申请公布号为“CN 101571413A”的中国专利技术专利“基于加速度传感器的输电线路舞动在线监测系統”，公开了一种基于加速度传感器的输电线路舞动在线监测系统，ー个线路档距配备ー个主站和复数个子站，子站与主站距离较远，子站数据需由大功率射频上传至主站，大功率射频模块体积大、成本高，会影响线路舞动力学特性，对线路舞动造成潜在威胁。本专利技术公开ー种基于短程射频/加速度传感器/GPS的架空线路舞动在线监测系统，系统体积小、对线路力学特性影响小、动态性能好、数据监测精度高、成本低廉、可全天候工作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构合理，使用方便，能够在线监测高压运行中线路的现场温度、湿度、风速、风向、日照強度及导线温度、重力、舞动幅度等參数的ー种输电线路舞动在线监测系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案本专利技术是ー种架空输电线路舞动在线监测系统，其特点是每ー个档距线路的在线监测系统由安装在输电线路上的若干个监测子站、分別安装在杆塔上的两个监测主站和安装在监控中心的后台监控上位机組成；所述的监测子站包括STM32单片机，在STM32单片机上连接设有智能保护CT电源、导线温度传感器、加速度传感器和RF射频模块；导线温度传感器与所述STM32单片机的AD管脚相连接；加速度传感器与所述STM32单片机的1 管脚相连接；RF射频模块与所述STM32 单片机的UART管脚连接；监测子站利用加速度传感器对线路舞动进行精确定位，定位数据通过RF射频模块上传至较近监测主站；所述的监测主站包括STM32单片机主站控制系统、供电模块、GPRS模块、RF射频模块、 GPS模块、环境温湿度传感器、风速风向传感器、日照辐射传感器和雨量传感器；GPRS模块、 RF射频模块、GPS模块与所述的STM32单片机主站控制系统的UART管脚连接；环境温湿度传感器与STM32单片机主站控制系统的SPI管脚相连接；风速风向传感器、日照辐射传感器和雨量传感器与STM32单片机主站控制系统的AD管脚相连接；所述的供电模块包括光伏电源，光伏电源与控制模块串联，再与蓄电池并联，最后与负载串联；每个监测主站接收较近监测子站的舞动监测数据，通过GPRS模块将监测数据及环境气象数据上传至后台监控上位机；通过GPS模块进行对时，保证上传数据的同步性。本专利技术架空输电线路舞动在线监测系统中所述智能保护CT电源可以使用现有技术中公开的常用智能电源或CT电源，优选的智能保护CT电源包括取电模块、电能调理模块、智能保护模块；所述取电模块含一次母线、电流互感器磁芯、二次线圈、取样电阻、单刀双掷继电器；一次母线穿过所述电流互感器磁芯；二次线圈绕在电流互感器磁芯上，并与取样电阻并联，再与单刀双掷继电器串联；所述电能调理模块含整流电路、尖端泄放电路、纹波滤除电容、稳压电路，各电路之间依次串联连接；所述的尖端泄放电路包括稳压管，稳压管与稳压管限流电阻串联后与整流桥的直流输出并联，其中间并联另ー个限流电阻，该限流电阻与功率管门极相连，以控制功率管导通或关断的电压；所述智能保护电路包括STM8单片机、RF射频模块和超级电容；RF射频模块与所述 STM8单片机的UART管脚连接；超级电容并联在所述STM8单片机的供电端。本专利技术架空输电线路舞动在线监测系统技术方案中，各元器件、模块及控制系统如无特别说明，均可以使用现有技术中公开的可适用于本专利技术的元器件、模块及控制系统。本专利技术中每ー个档距线路上的监测子站的个数按需要设定，设定时按线路的长短，一般每ー个档距线路上的监测子站为8个左右。在本专利技术所述的后台监控上位机上可以安装专家分析软件；最好带有以下功能 显示、存储监测数据，为调度人员提供输各种參数以便了解线路安全，及时检修和防治。所述监测子站采用智能保护CT电源来供电，监测主站采用供电模块供电，所述后台监控上位机可由市电供电。所述监测子站与监测主站之间可以采用433MHz短程RF技术通信，所述监测主站与监控上位机之间采用GPRS远程无线技术通信。当高压侧线路电流过大时，所述尖端泄放电路将多余感应电能转换为热能泄放。当泄放保护电路温升过高吋，所述智能保护模块将切断供电回路，直到电源温度降低到允许工作温度。与现有技术相比，本专利技术本专利技术系统体积小、对线路力学特性影响小、动态性能好、数据监测精度高、成本低廉、可全天候工作。由于采用加速度传感器/GPS结合方式，既能精确定位又能保证上传数据的同步性，且成本较构建差分GPS基站低得多。本专利技术的应用可节约人力、物力和时间，可避免造成大面停电事故，为安全输电提供有力措施，可广泛用于高压输电线路上。附图说明图1为本专利技术的一种设置示意图； 图2为本专利技术的监测子站的结构框图3为本专利技术的智能保护CT电源结构示意框图； 图4为本专利技术的监测主站的结构框图； 图5为本专利技术的供电模块的结构示意框图。具体实施例方式以下參照附图，进一歩描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一歩地理解本专利技术，而不构成对其权利的限制。实施例1，參照图1-5，ー种架空输电线路舞动在线监测系统，分布在需要舞动监测的输电线路上，如图1所示，每ー个线路档距内的在线监测系统由安装在输电线路上的八个监测子站1、安装在杆塔上的两个监测主站2和安装在监控中心的监控上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：衡思坤，朱立位，应展烽，郭昊坤，陈运运，吴军基，
申请(专利权)人：江苏省电力公司连云港供电公司，
类型：发明
国别省市：