一种无线通信电力输电线路的环境参数监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种无线通信电力输电线路的环境参数监测系统及方法，属于网络通信与电气技术领域，该系统包括管理终端主站、电力线路检测装置和无线通讯装置；电力线路检测装置包括太阳能供电单元、传感器单元和中央处理器单元；传感器单元包括温湿度传感器、大气压力传感器、风速传感器、拉力传感器和电压传感器，电力线路检测装置通过无线通讯装置与管理终端主站进行无线通讯。有益效果：本发明专利技术实时监测温度、湿度、风速、气压等气象要素及线路张力，并将采集到的各类气候参数及其变化状况实时传送到信息中心，准确地反映特定输电线路走廊的微气象环境，降低人工巡检强度，提高设备运行实时信息效率，给输电线路故障判断、预防及研究带来便利。

【技术实现步骤摘要】
—种无线通信电力输电线路的环境参数监测系统及方法
本专利技术属于网络通信与电气
，具体是。
技术介绍
2008年春节期间发生在我国南方的冰雪天气，造成湖南、江西、贵州、湖北、广西、浙江及安徽等省的供电主网部分或全部中断，部分省市的电网甚至退出大电网独立运行。这次冰雪天气造成的大停电，给国民经济带来了巨大损失，其主要原因在于各省主要高压输电线路无法承载超过设计标准的结冰厚度，以至于输电线路重量大增，最终拉倒高压输电杆塔形成供电中断。同时，高压输电线路大都处于地理环境恶劣的野外，抢险工作难以展开，恢复性工作进度缓慢。现有除冰技术主要就是中断对外输电，用超过正常强度的电流加热架空输电线路，使上面的覆冰融化，问题是要中断传输电力，导线加热温升不能准确控制。如果我们能过测量或者预测输电线的环境参数，及时采取措施，可以避免更大的损失。成本较低的无线传感器网络技术的出现，使我们以较低成本检测线塔的环境参数成为可能。我们可以利用传感器进行数据的采集，使用工业用中央控制器进行数据的传递和处理，每隔几百米乃至数公里输电线塔都装上这样的装置，可以实时的得到有关输电线的各个点的环境参数，如温度、湿度、气压、线拉力等，通过对这些参数的测定来测量和预测线路的结冰情况，还可以保证操作员在远距离对输电线进行实时监控。国内现有相似产品都是通过GPRS来实现，但是受到GPRS的覆盖范围，同时还有每月固定的通讯成本限制，无法进行普及。我们要开发一种不依赖于GPRS信号，同时又是免费的能够实现上述功能的产品O
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供。本专利技术的技术方案是:—种无线通信电力输电线路的环境参数监测系统，包括有多个汇聚节点的管理终端主站，汇聚节点包括协调器、GPRS模块和上位机，协调器的输出端连接GPRS模块的输入端，GPRS模块的输出端连接上位机；该系统还包括电力线路检测装置和无线通讯装置；所述电力线路检测装置位于输电线塔塔顶的防雷装置下方，包括太阳能供电单元、传感器单元和中央处理器单元；所述太阳能供电单元包括光伏发电模块，蓄电池储能模块和电源管理模块(包括:稳压输出模块，供电选择电路)；光伏发电模块的控制端和蓄电池储能模块的控制端均连接至电源管理模块的输出端；所述传感器单元包括温湿度传感器、大气压力传感器、风速传感器、拉力传感器和电压传感器；拉力传感器和电压传感器分别安装在输电线塔的输电线路上，风速传感器安装在输电线塔塔顶的防雷装置的正下方，温湿度传感器和大气压力传感器均安装在输电线塔所在环境内；所述无线通讯装置安装在输电线塔的塔顶；所述温湿度传感器的输出端、大气压力传感器输出端、风速传感器输出端、拉力传感器输出端和电压传感器输出端均连接至中央处理器单兀的输入端，光伏发电模块的输出端和蓄电池储能模块的输出端分别连接传感器单元的供电端、中央处理器单元的供电端和无线通讯装置的供电端，中央处理器单元的信号输出端连接无线通讯装置的输入端，中央处理器单元的控制输出端连接电源管理模块的输入端；所述电力线路检测装置通过无线通讯装置与管理终端主站进行无线通讯。所述电源管理模块包括供电选择电路和稳压输出模块，供电选择电路的输入端连接中央处理器单兀的控制输出端，供电选择电路的输出端连接稳压输出模块的输入端，稳压输出模块的输出端分别连接光伏发电模块的控制端和蓄电池储能模块的控制端。所述电力线路检测装置通过无线通讯装置与管理终端主站的协调器建立无线通τΗ ο采用所述的无线通信电力输电线路的环境参数监测系统进行环境参数监测的方法，包括以下步骤:步骤1:在上位机设定电力输电线路监测参数的基准指标，所述监测参数包括环境参数和电气参数，环境参数的基准指标包括基准环境温度τη、基准环境湿度Hn、基准环境大气压ATMn、基准风速Vn、基准张力Ln，电气参数的基准指标为基准对地电压Un ；步骤2:光伏发电模块和蓄电池储能模块同时为传感器单元、中央处理器单元和无线通讯装置供电；步骤3:采集电力输电线路的环境温度Tm、环境湿度Hm、环境大气压ATMm、风速Vm、张力L111和对地电压Um ；步骤4:通过无线通讯装置将采集到的数据发送至管理终端主站的上位机；步骤5:上位机根据采集到的环境温度、环境湿度、环境大气压、风速、张力和对地电压对电力输电线路的工作状态进行评价:分别计算环境温度评价指标、环境湿度评价指标、环境大气压评价指标、风速评价指标、张力评价指标和对地电压评价指标，根据这些评价指标计算输电线路的综合参数评价指标，若综合参数评价指标在[-5%, 5%]范围内，则当前电力输电线路处于正常工作状态，否则当前电力输电线路处于非正常工作状态；环境温度评价指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信电力输电线路的环境参数监测系统，包括有多个汇聚节点的管理终端主站，汇聚节点包括协调器、GPRS模块和上位机，协调器的输出端连接GPRS模块的输入端，GPRS模块的输出端连接上位机，其特征在于：还包括电力线路检测装置和无线通讯装置；所述电力线路检测装置位于输电线塔塔顶的防雷装置下方，包括太阳能供电单元、传感器单元和中央处理器单元；所述太阳能供电单元包括光伏发电模块，蓄电池储能模块和电源管理模块；光伏发电模块的控制端和蓄电池储能模块的控制端均连接至电源管理模块的输出端；所述传感器单元包括温湿度传感器、大气压力传感器、风速传感器、拉力传感器和电压传感器；拉力传感器和电压传感器分别安装在输电线塔的输电线路上，风速传感器安装在输电线塔塔顶的防雷装置的正下方，温湿度传感器和大气压力传感器均安装在输电线塔所在环境内；所述无线通讯装置安装在输电线塔的塔顶；所述温湿度传感器的输出端、大气压力传感器输出端、风速传感器输出端、拉力传感器输出端和电压传感器输出端均连接至中央处理器单元的输入端，光伏发电模块的输出端和蓄电池储能模块的输出端分别连接传感器单元的供电端、中央处理器单元的供电端和无线通讯装置的供电端，中央处理器单元的信号输出端连接无线通讯装置的输入端，中央处理器单元的控制输出端连接电源管理模块的输入端；所述电力线路检测装置通过无线通讯装置与管理终端主站进行无线通讯。...

【技术特征摘要】
1.一种无线通信电力输电线路的环境参数监测系统，包括有多个汇聚节点的管理终端主站，汇聚节点包括协调器、GPRS模块和上位机，协调器的输出端连接GPRS模块的输入端，GPRS模块的输出端连接上位机，其特征在于:还包括电力线路检测装置和无线通讯装置； 所述电力线路检测装置位于输电线塔塔顶的防雷装置下方，包括太阳能供电单元、传感器单元和中央处理器单元； 所述太阳能供电单元包括光伏发电模块，蓄电池储能模块和电源管理模块；光伏发电模块的控制端和蓄电池储能模块的控制端均连接至电源管理模块的输出端； 所述传感器单元包括温湿度传感器、大气压力传感器、风速传感器、拉力传感器和电压传感器；拉力传感器和电压传感器分别安装在输电线塔的输电线路上，风速传感器安装在输电线塔塔顶的防雷装置的正下方，温湿度传感器和大气压力传感器均安装在输电线塔所在环境内； 所述无线通讯装置安装在输电线塔的塔顶； 所述温湿度传感器的输出端、大气压力传感器输出端、风速传感器输出端、拉力传感器输出端和电压传感器输出端均连接至中央处理器单兀的输入端，光伏发电模块的输出端和蓄电池储能模块的输出端分别连接传感器单元的供电端、中央处理器单元的供电端和无线通讯装置的供电端，中央处理器单元的信号输出端连接无线通讯装置的输入端，中央处理器单元的控制输出端连接电源管理模块的输入端； 所述电力线路检测装置通过无线通讯装置与管理终端主站进行无线通讯。2.根据权利要求1所述的无线通信电力输电线路的环境参数监测系统，其特征在于:所述电源管理模块包括供电选择电路和稳压输出模块，供电选择电路的输入端连接中央处理器单兀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓慧，陈晓明，李松松，赵琰，张东，王刚，郭靖，马义，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：