输电线路导线舞动在线监测系统设计

分析了目前各种输电导线舞动在线监测系统优缺点的基础上,提出了一种基于位移传感器、加速度传感器的输电线路导线舞动在线监测系统的设计方案。该方案利用无线通讯技术,通过布置输电线路上的无线传感器网络和杆塔监测分机,实现对输电导线舞动的定性与定量分析。根据输电导线的舞动机理以及前期的相关数据,实现了该系统的理论仿真,并且在本文中给出了相关的仿真结果。     

采用惯性传感器的输电导线舞动监测系统

为避免导线舞动扭转导致计算出的相对位移与实际运动偏差,设计了基于惯性传感器的导线舞动监测系统,对系统中的导线舞动无线监测传感器、导线舞动状态监测装置(CMD)、状态监测代理(CMA)等部分进行了硬件设计和舞动定位算法设计。利用惯性传感器设计,既考虑了导线自激振荡引起的舞动,也考虑了导线扭转运动引起的舞动。搭建了模拟导线舞动的测试平台,对系统可行性进行了测试,并对采用加速度传感器和惯性传感器2种方法进行比较,通过模拟实验结果表明:系统可有效对舞动进行监测,仅采用加速度传感器测量和计算的位移偏大,而利用惯性传感器测量和计算的位移更精确。此系统已在贵州电网山麻I回220 kV线路安装,目前运行良好。     

基于张力测量的输电线路导线舞动在线监测系统

本文依据输电线路舞动时导线张力变化的模型,计算了其水平分量和竖直分量的变化值,研制了一套可在线测量导线舞动的监测系统。基于导线机械结构,设计出了适应于线路测量的压力传感器;通过A/D转换,输出张力变化的数字信号;基于ZigBee无线传输技术,实现导线张力的在线监测。最后通过某线路对比测试,证明该测量系统可有效地实现输电线路的舞动测量。当风速大于6.7 m/s时,导线舞动幅值与风速呈现正相关关系,直到风速为12 m/s时,舞动达到最大值6.1 m;随着风速进一步增大,导线舞动幅值呈现震荡趋势。     

基于加速度传感器的输电线舞动监测系统

为了预防输电线舞动,减少因输电线舞动造成的损失,研制了一套基于加速度传感器的远程无线输电线舞动监测系统.该系统由加速度传感器、无线GSM模块、数据采集终端组成.其中,利用加速度传感器可以准确测量输电导线舞动的振幅,利用GSM模块可以将测得的数据无线传输到值班监控机上.在实验室的模拟实验中,该系统能准确的监测并测量输电导线的舞动振幅.实验结果表明,研制的输电线舞动监测系统价格便宜、操作简单、结构紧凑,性能能够满足输电线舞动监测的需要.     

架空输电导线覆冰及舞动在线监测技术综述

近年来,架空输电线路的覆冰和舞动在线监测技术取得了长足的发展。介绍导线覆冰舞动造成的危害、覆冰舞动的产生机理和监测方式以及导线覆冰舞动在线监测技术国内外的应用现状和发展趋势;重点介绍了光纤传感器在输电导线覆冰舞动监测技术应用中的优越性。     

输电导线舞动加速度传感器定位算法的研究

在工程实践中,由于在数据采集及处理中存在温度漂移、低频信号放大等问题,造成加速度信号很难精确转换成位移.笔者结合导线舞动的实际应用,提出了一种将加速度信号转换成位移量的频域分析方法,并进行了一维位移、二维位移和三维位移的实验测试.结果表明该算法精度高,可用于输电导线舞动的监测.     

输电线路导线舞动轨迹监测分析

为预防舞动灾害,研究了输电线路舞动轨迹的监测。采用加速度传感器来监测输电线路导线舞动轨迹,利用获取的导线加速度数据通过Matlab模拟仿真来还原得到的导线舞动轨迹。该监测方法基于舞动过程中位移、速度的边界条件,通过获取直流分量,重新标定积分基线,解决了加速度信号中的直流分量致使积分基线偏移最终导致模拟轨迹发散的问题。经分析计算可得:传感器随导线舞动扭转是客观存在的,传感器扭转不会对舞动频率造成影响,只会造成模拟舞动幅值误差。通过数学分析解析,提出了利用加速度分解合成关系,推导出转换公式来消除传感器扭转引起的误差。通过模拟舞动实验,对比实际舞动轨迹,结果表明所提出的测量舞动轨迹的方法是有效可行的。     

基于ZigBee技术的导线接头温度集群监测

在ZigBee技术原理和协议标准的基础上,结合输电线路导线接头温度在线监测的性能需要,研制了基于ZigBee技术的输电线路导线接头温度集群监测系统.采用分布式测量系统架构,设计了温度监测终端协调器节点和子节点的硬件平台和应用软件,实现了导线及其接头温度的多点采集和数据整合传输.重点说明了利用ZigBee协议进行测温节点无线集群网络建立、子节点动态增减的原理和方法,给出了不同类型应用层数据帧实现网络化传输的详细流程.通过升流器模拟输电线路的不同导线负荷进行试验测试的结果表明,设计开发的系统软硬件运行正常,组网和传输性能良好,具有ZigBee技术特有的应用优势.     

基于加速度传感器的输电线路舞动监测系统研发及应用

输电线路舞动会对输电线路的安全运行构成极大威胁。以加速度传感器为基础设计了输电线路舞动在线监测系统。系统中的舞动监测装置采用与间隔棒一体化的设计方法进行制造,可直接安装于间隔棒上获取导线的舞动状况,并通过无线传输的方式将舞动数据传送到监控中心,利用监控软件进行导线舞动轨迹展示。该系统已在国网辽宁省电力有限公司某220kV输电线路上进行了现场安装应用,验证了系统的有效性及可靠性,提升了一次设备智能化监测水平。     

基于ZigBee的变电站监测报警系统

针对目前变电站监控系统的缺点和不足,设计了基于ZigBee无线技术的变电站监测报警系统.系统采用TI公司的CC2430作为ZigBee模块,设计了ZigBee网络协调器和ZigBee监测终端,并以GPRS作为远传技术,真正实现了变电站监控系统无线化.本系统可以大量节约成本,减小施工复杂度,具有广阔的应用前景.     

基于光幕传感器的线路舞动监测设备检定系统

在输电线路舞动监测方面,由于缺乏相应的国家标准或行业标准,不同企业生产的各种线路舞动监测设备输出结果形式各不相同,且性能上存在较大差异。为解决上述问题,提出了基于光幕传感器的线路舞动监测设备检定系统,能够对不同监测设备的输出结果进行检定,并对其监测性能做出相应评价,为各种监测系统是否达到入网的基本标准提供依据。     

基于无线公网和ZigBee无线传感器网络技术的输电线路综合监测系统

以无线公网(GPRS/CDMA)和ZigBee无线网络通信技术为基础研发了一套输电线路综合监测系统,该系统把与输电线路相关的各个监测硬件单元分别设计为独立的无线传感器节点,利用无线传感器网络进行数据收集,并通过无线公网把数据传回监测中心。文章详细阐述了监测主机以及用于监测弧垂、输电线温度和绝缘子的无线传感器节点的硬件结构和工作流程。采用ZigBee无线网络技术使得输电线路综合监测系统具有良好的可扩展性、可靠性和安全性,并且便于维护,功耗较低。     

特高压输电线舞动监测技术研究

针对现有输电线舞动测量精度不高、数据传输量过大等局限性,在现有微位移测量的微波比相测距技术工作的基础上,提出了1种基于智能天线、扩频技术的特高压输电线舞动监测方案,并对系统的工作原理进行了详细阐述。方案中智能天线对安装在特高压输电线上的多个无线电信标的空间角、距离信息进行监测,利用角度和距离信息计算获得特高压输电线舞动量。针对多信标的空间角估计需求,提出了1种基于平面阵的酉-旋转不变参数估计的改进算法,并对算法进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的算法可以精确估计信标的角度信息,结合微波比相测距技术得到的距离信息,可对特高压输电线舞动进行高精度实时监测。     

基于ZigBee无线传感网络的导线接头在线测温系统

基于无线传感网络的基本原理,将新型ZigBee无线自组网通信平台应用于输电线路跳线接头温度在线监测系统。介绍了系统的软硬件平台架构,说明了基于ZigBee技术的接头温度监测节点集群组网的方案和算法,设计了实现可靠、节能及高效的数据传输方法。应用结果表明,ZigBee技术具有自组织性、动态拓扑、网络容量大、以数据为中心等特点,在电气设备在线监测中具有独特的应用优势。个域网     

基于TrueTime的无线传感器网络仿真

针对智能家居环境监测系统,设计了ZigBee超低功耗无线传感器网络节点。为了测试所设计的节点在节点数目较多的网络环境中的数据传输情况,采用MATLAB7.0的TrueTmie工具箱,根据实际设计的节点参数,设计了具有较多节点的ZigBee无线传感器网络仿真模型,并进行了仿真试验。仿真试验结果表明,所设计的节点在节点较多的网络环境中能够稳定运行。     

基于改进模糊层次综合评判法的输电线路舞动预警

输电线路舞动严重影响电网的安全运行。文中从造成输电线路舞动的影响因素出发,将模糊数学理论运用到输电线路舞动预警研究中,构建基于改进模糊层次综合评判法的输电线路舞动预警模型。文中首先筛选出垂直风速、雨量、相对湿度、气温、导线张力5个主要影响指标,构建预警评判因素集以及Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级4种评判目标集。然后,将监测数据代入模型计算,根据模糊综合评判结果发布预警信息,为工作人员感知线路风险、做好防灾准备提供指引。最后,开发基于ArcGIS Engine的输电线路舞动预警辅助决策系统,可视化展示预警信息,并选取实际线路数据验证所提方法的有效性,结果表明所提预警方法与技术可为输电线路安全运行提供决策支撑。     

基于光流场的输电导线舞动监测方法

提出基于光流场的输电导线舞动监测方法,以输电导线舞动视频中截取的多帧连续图像为研究对象,利用金字塔光流法计算图像中各点的光流值,通过形态学滤波中的闭运算滤除孤立噪声点,设置面积阈值提取图像中舞动的导线;对图像进行多层亚像素级滤波处理,把图像中向量场以横向、纵向分为实值图,以横向、纵向估算光流像素点的位置并计算出光流速度;描绘出图像中各点的运动方向和位移,实现导线舞动的自动监测。该方法克服了视频监测单纯依靠工作人员观看导线运行状况视频的弊端。实例分析结果表明,该方法能够准确地检测出导线舞动的目标区域并计算出导线上各点的速度和舞动位移。