利用光纤光栅传感器测量输电线路覆冰荷载试验

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行,在现有力学测量线路荷载的基础上,建立了基于光纤光栅(FBG)传感器的输电线路覆冰在线监测系统。该系统利用光纤光栅作为传感载体,通过感知传感器金具的微应变,测量输电线路荷载;光纤作为传感信息传输载体,可在现有的光纤复合架空地线(OPGW)和光纤复合相线(OPPC)上实现。为验证系统测量输电线路覆冰后荷载变化的性能及可靠性,在±800 kV直流输电工程输电线段直线塔上进行了光纤光栅传感器测量输电线路模拟覆冰试验,试验结果表明:相较于电子式传感器,光纤传感器精度更高;测量灵敏度与金具的材料和截面积相关;光纤光栅温度补偿的精度直接影响测量精度。     

基于应变分析的光纤复合架空地线覆冰荷载监测北大核心

根据光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)的结构构成特征,提出了基于应变分析监测光纤复合架空地线覆冰荷载的方法。建立了光纤温度、应变与OPGW覆冰厚度的之间关系的理论模型。研究分析了OPGW的应力、温度与其内部光纤的温度、应变之间的关系;试制了基于布里渊光时域反射仪的覆冰监测系统,搭建了仿真实验平台,验证了本文覆冰监测理论模型的准确性和适用性。将该方法应用于实际线路,通过对比其他覆冰监测数据验证了基于应变分析的光纤OPGW覆冰荷载监测方法的可行性和实用性。     

基于应变分析的光纤复合架空地线覆冰荷载监测

根据光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)的结构构成特征,提出了基于应变分析监测光纤复合架空地线覆冰荷载的方法。建立了光纤温度、应变与OPGW覆冰厚度的之间关系的理论模型。研究分析了OPGW的应力、温度与其内部光纤的温度、应变之间的关系;试制了基于布里渊光时域反射仪的覆冰监测系统,搭建了仿真实验平台,验证了本文覆冰监测理论模型的准确性和适用性。将该方法应用于实际线路,通过对比其他覆冰监测数据验证了基于应变分析的光纤OPGW覆冰荷载监测方法的可行性和实用性。     

基于神经网络与布里渊散射监测技术的线路覆冰计算方法研究

针对目前单纯采用点式覆冰监测终端对输电线路覆冰情况实时监测时,因终端续航时间短、摄像球机本身凝冰或结雾、拉力传感器难校准、终端安装维护困难、覆盖范围有限等造成覆冰效能低等问题,提出了一种基于神经网络与布里渊散射监测技术的线路覆冰计算方法。通过在OPGW线路两端安装布里渊传感器,测量布里渊散射信号的强度及频移,计算任意点光纤温度及应变,利用RBF神经网络对应变及气象参数建模,计算线路覆冰厚度。经系统运行数据证明,该方法能够有效结合气象参数修正OPGW应力法计算的覆冰厚度误差,提高覆冰监测效率及准确性。     

输电线路覆冰监测的OPGW传感应用研究

近年来,我国输电线路遭受冰灾的影响日益严重,研究发现能够准确监测线路覆冰情况,进而采取防冰、除冰的措施至关重要。特别在我国南方地区冬季输电线路容易受到自然覆冰的影响,出现输电线路断线、覆冰闪络和倒塔等电力事故,因此冬季输电线路覆冰情况已经成为电网安全运行研究的主要问题。基于OPGW光缆的输电线路故障定位技术,首先将OPGW传感覆冰监测系统投入实际运用,并观察其应用结果。然后将系统挂网后的运行监测数据和输电线路上实际覆冰数据进行对比分析,发现OPGW传感覆冰监测系统能有效监测到线路上覆冰的情况,并给予正确的提示。同时,仿真结果与实际情况结果几乎无误差,证明了此OPGW传感覆冰监测系统的可行性。     

光纤布里渊传感在输电线路覆冰监测中的应用

分析了线路覆冰的原因及其造成的危害．介绍了利用光纤布里渊散射进行温度测量的原理。通过对光纤布里渊传感器2种主要方案的分析。提出了采用分布式光纤传感方案组建覆冰监测预警系统,以提高电网抵御覆冰灾害的能力。将该系统与现有的几种输电线路覆冰综合监测系统进行了比较,指出了该系统的优点及有待解决的问题。     

基于光纤复合架空地线温度应变的分布式覆冰监测实验研究

通过光纤温度应变测量实际挂网覆冰监测试验,对挂网情况和数据进行详细分析,提出了光纤复合架空地线温度应变测量的分布式覆冰监测方法,论证了基于布里渊传感技术的OPGW分布式覆冰监测的可行性及存在的不足,并提出了解决该技术不足的技术方案。     

基于布里渊光时域反射技术的多参数输电线路覆冰预警

因恶劣天气影响造成的输电线路覆冰将严重威胁到电网的安全稳定运行,并造成巨大的经济损失,实现准确的覆冰预警是电力系统亟待解决的问题。针对这一实际问题,为实现实时监测输电线路运行状态、及时发现并处理线路覆冰,采用布里渊光时域反射仪对武川变-察右中旗变500kV输电线路光纤复合架空地线进行在线运行状态监测,并探究利用布里渊光时域反射技术对光纤进行应力和温度监测以实现输电线路覆冰预警的可行性。数据分析表明,布里渊光时域反射仪可以在一定误差范围内准确测量光纤复合架空地线各点的温度和应力相对大小。结合输电线路覆冰时的温度、积温时间和温度日较差等温度相关参数的特性,提出综合各温度相关参数判断输电线路覆冰的条件;将本装置应用于实际输电线路在线监测,找出了被测光纤复合架空地线在2016年11月间满足该条件的具体位置和对应时间。测量结果与天气预报温度数值和变化趋势相近,表明了试验方法的准确性。     

温度对线路覆冰监测光纤光栅倾角传感器性能的影响

针对现有架空输电线路覆冰在线监测系统存在的易受电磁干扰、使用寿命短等缺点,开发出了用于输电线路覆冰监测的光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)拉力倾角传感器;研究了温度对该传感器的影响。利用温控箱试验传感器零点温度影响的结果表明,使用温度内温度变化引起的拉力测量零点变化±0.1%时,倾角测量零点变化±0.67%;气候室中试验研究覆冰气候环境下开发的拉力倾角传感器的拉力测量误差0.17%。户外试验表明研发的光纤布喇格光栅拉力倾角传感器在长期低温环境下(-15°C～+3°C)运行稳定,传感器测量未出现蠕变衰减现象。     

BOTDR技术在输电线路覆冰实时监测中的应用探讨

为了减少输电线路覆冰造成的事故,提出采用布里渊光时域反射（BOTDR）技术对线路进行在线实时监测,进而做到提前预警并获得线路覆冰后应力和温度资料,掌握覆冰规律,更好地维护电网安全运行。介绍了输电线路覆冰的形成机理,阐述了覆冰的成因及其造成的危害。分析了布里渊温度应变传感原理,对基于BOTDR的温度应变测量方案进行探讨,并同现有的几种输电线路覆冰综合监测装置进行比较,指出了系统的优点及有待解决的问题。     

基于OPGW光传感输电线路雷击波形特点分析

光纤复合架空地线(OPGW)以其独特的优越性在电力系统智能状态监测领域得到了快速发展和应用,文章对OPGW光偏振态雷击故障定位方法中光纤传感雷击信号波形问题进行研究。首先利用ATP-EMTP软件建立输电线路模型仿真得到雷击OPGW时的电气数据,然后基于法拉第磁光效应原理将电信号转换为OPGW内部光纤中的光偏振态信号,此方法可用于仿真计算出雷击OPGW时光信号传播数据。实际输电线路上安装的OPGW雷击定位系统数据验证了仿真结果的准确性,结果表明OPGW光传感输电线路雷击波形受雷电流大小影响较大且不同于传统的电流行波雷击波形。     

风速对基于BOTDA架空导线覆冰监测有效性的影响

为了获得架空导线温度在不同气象条件下的变化特征和风速对基于分布式光纤传感技术的架空导线覆冰监测有效性的影响,文中建立了光纤复合相线覆冰的温度场三维模型,并采用了有限元方法进行求解,分析获得了光纤温度在不同的环境温度、风速和覆冰厚度下的变化规律特征。文中指出了覆冰段与未覆冰段光纤的温差与环境温度初始值大小无关,提供了单独考虑环境温度变化速率或覆冰厚度情况下的临界风速表达式,给出了常见范围内环境温度变化速率以及覆冰厚度下的临界风速值,基于风速值和插值方法可得到常见范围环境温度变化速率以及覆冰厚度下比较准确的临界风速。文中对研究覆冰架空导线在不同气象条件下的温度变化特征以及风速对基于分布式光纤传感的架空导线覆冰监测有效性的影响方面有着一定的参考价值。     

输电线路覆冰监测系统应用现状及效果

分析了输电线路覆冰监测系统功能、实现手段,介绍了目前国内输电线路覆冰监测系统应用现状和在维护电网安全运行、应对大面积自然灾害方面发挥的作用和取得的效果。指出通过输电线路覆冰监测系统的实施,可达到记录现场覆冰过程;预警;为除冰融冰提供指导、辅助决策;降低人员工作强度;绘制电网覆冰分布图、为设计提供依据等功能。提出了今后建立和完善输电线路覆冰监测系统的工作重点。     

OPPC光缆:一种新兴电力通信解决方案

光纤复合架空相线(OPPC)是将光纤单元复合在架空相线中的光缆,具有电力架空相线和光通信双重功能。在传统三相输电线路中,采用OPPC光缆替代三相中的一相,形成由2根导线和1根OPPC光缆组合而成的三相电力系统。OPPC光缆技术是OPGW、ADSS技术的应用延伸和有益补充,可以填补不能适用OPGW、ADSS的应用空白,如10、35、66kV及以下线路等中低压城农网通信改造,某些110kV线路,OPPC光缆应用于风电输电线路也有一定技术经济优势。作为一种新兴电力通信解决方案,OPPC光缆利用其比较优势具有一定的应用前景。     

改良型OPGW光缆在特殊电力线路中的应用探讨

文章分析了特殊输电线路对线路实时监测的通信需求,从结构上研究了传统的OPGW光缆不能灵活开断以满足线路需求的原因,在此基础上,文章提出一种新的OPGW光缆结构-改良型OPGW光缆,并从材料结构、实际操作方面对该新型光缆在特殊输电线路中的应用进行可行性分析.     

南方山区线路覆冰在线监测数据特征分析与预测模型研究

我国南方山区由于地形气候的影响,易在冬季导致输电线路严重覆冰,进而给电网的安全运行带来巨大的挑战。因此通过对线路覆冰研究,总结出南方山区覆冰数据中的规律和存在问题,其重要性不言而喻。先从覆冰在线监测系统的原理入手,并针对南方某典型山区覆冰在线监测数据开展导线覆冰特征定量分析,总结出该山区在不同微气象条件下,各个气象参数组合对覆冰的影响的规律。最后,提出一种基于模糊逻辑和神经网络建立输电线路覆冰组合预测模型的方法。     

OPGW光缆自动监测系统在500kV线路维护中的应用方案

由于光纤通信具有容量大、传送信息质量高、传输距离远、性能稳定、防电磁干扰、抗腐蚀能力强等优点,近年来在电力系统得到了广泛的应用.电力系统光纤传输网络运行的可靠性是关系电力安全生产、高效稳定运行的重要保障.但在实际应用中,由于受外力光缆本身质量等多方面因素的影响,光缆很容易遭到破坏从而影响光缆的传输质量.传统的人工加仪器...     

基于电容传感器的架空输电线覆冰厚度检测方法

提出了一种新的架空输电线覆冰厚度检测方法,并设计了覆冰检测电容传感器。基于电容传感器给出一种输电线路覆冰厚度监测系统的设计方案。利用电容效应计算出传感器电容值与架空线覆冰厚度的关系曲线。实际应用时,通过比较传感器测量到的电容值与预设关系曲线得出架空输电线覆冰厚度。测试结果验证了电容式架空输电线覆冰厚度检测方法的有效性。