论文部分内容阅读
输电线路微风振动容易造成输电线及电力金具的破坏,严重威胁着输电线路的安全运行。伴随电力的输送容量和输送距离迅速增加,输电线的直径、单位长度重量都有所增大,悬挂点高度也有所增加,因此微风振动更容易发生。微风振动对输电线路的破坏是长期积累的,具有较强的隐蔽性,其引起的破坏通过直接观察是不可能实现的。因此电力部门开始应用微风振动在线监测装置,以掌握线路的振动状态和疲劳程度。然而由于输电线路运行环境复杂,目前应用的在线监测装置往往存在电源问题、通信问题以及装置稳定性差等问题。尤其安装在导线上的监测单元,供电问题和通信问题成为业界的焦点。本文针对微风振动在线监测技术的发展现状,设计了一套微风振动在线监测系统,包括了由导线监测单元和杆塔监测分机组成的智能监测终端、状态监测代理和主站系统。其中导线监测单元安装于导线上,完成导线振动振幅、频率、导线温度的采集和线夹出口处动弯应变的计算,通过ZIGBEE无数据发送到杆塔监测分机。杆塔监测分机安装在输电线路的杆塔上,实时监测现场的微气象条件和环境状况,然后将这些数据与导线监测单元上传的数据进行相应存储,最后将测量结果通过以太网、WIFI或者GPRS等通信方式传送到状态监测代理。状态监测代理(CMA)将数据通过以太网或者GPRS等通信方式传送到主站系统,由状态监测网关机(CAG)接收,主站系统根据导线一段时间内的振动信息和动弯应变判断导线的疲劳程度,并根据其他影响导线振动的因素进行辅助决策。文中重点介绍了智能监测终端的设计,包括导线监测单元的结构设计、电源设计、传感器设计与选型、信号处理方法以及软件设计,有效地解决了传统在线监测的电源问题,并准确的测量出导线的微风振动振幅、频率以及动弯应变。本文设计了互感取电实验、微风振动测量精度试验、导线温度测量精度试验和导线测量单元与智能监测终端通信测试实验,实验结果表明:(1)导线监测单元的电源电路能在导线电流为30A~600A的范围内工作,当导线电流大于600A时电源保护电路启动,电源电路暂停工作,待电流下降后恢复;(2)导线监测单元通过悬臂梁式位移传感器的信号采集和MSP430F1611单片机的信号处理,可以精确还原导线的振动幅度;(3)导线监测单元通过对温度传感器的标定,可以准确测量出导线温度;(4)智能监测终端的内部的导线监测单元和智能监测终端通信稳定。本文设计的微风振动在线监测系统已在四川电网二普一线安装,并稳定运行。