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。     

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。     

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.     

基于CC2430的配电网无线监测网络节点设计

为研究适应配电网发展需求的监测网络,提出采用集成了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器的单芯片CC2430进行无线传感器网络节点的硬件设计,并基于μC/OSⅡ嵌入式操作系统和CC2430芯片内置的ZigBee协议栈进行软件设计,实现数据采集处理和无线通信等功能。无线传感器网络节点包括传感器节点和汇聚节点,通过同一款芯片CC2430来实现,在具体的设计过程中,针对不同的功能,传感器节点和汇聚节点在硬件和软件设计上有不同的侧重。本设计具有成本低、性能好和可靠性高的优点,可适应配电网无线监测的要求。     

面向输电线路监测的无线传感网络可靠路由方法研究

针对输电线路监测系统对于无线传感器网络路由部署可靠性要求高的问题,分析了输电线路监测系统中的无线传感器网络拓扑结构,提出了一种面向输电线路监测的无线传感器网络可靠路由方法。方法首先根据输电线路监测系统中上层网络的通信质量以及双向链路的链路质量,为节点选择数据上传的Sink节点;然后通过综合考虑节点可靠性、节点剩余能量和邻节点跳数3个因素,实现路由路径的最优下一跳节点选择。仿真实验结果表明,所提方法与长链状蚁群路由算法以及传统LEACH算法相比,在降低节点能耗前提下能够降低丢包率,适应于输电线路监测系统应用场景。     

基于差分GPS的输电线路舞动和风偏在线监测方法

提出了一种基于差分全球定位系统(DGPS)的输电线路舞动和风偏在线监测方法。该方法基于DGPS定位原理,通过DGPS技术实时获取输电线路的空间位置信息,得到的导线空间位置信息经无线传输技术传输到地面服务器中,服务器中的在线监测程序提取出定位信息中导线的经度、维度和高度三维空间信息转换成三维笛卡尔坐标系中的坐标值,利用人工神经网络技术对定位数据进行误差处理,输电线路舞动和风偏轨迹再现程序根据实时的空间位置信息再现导线的舞动和风偏轨迹。研制的在线监测系统对一条500 kV输电线路的舞动和风偏进行了现场测试。结果表明,所提方法可对输电线路舞动和风偏进行厘米级的实时在线监测。     

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。     

利用深度学习方法提取配网线路舞动特征

近年来时有发生的配网架空线路舞动故障,严重威胁配网运行稳定性与供电可靠性。为有效监测10 kV配网架空绝缘线路运行状态,提出了一种基于图像处理和深度学习的架空线路舞动轨迹及幅频特性提取方法。利用深度学习语义分割算法DeepLabv3+网络实现绝缘导线的分割,通过导线形心定位提取导线舞动轨迹,进而获取导线舞动位移变化曲线及其舞动幅频特性,实现了配网架空线路舞动故障监测预警,为进一步提升配网防灾减灾能力,保障电网持续稳定供电提供支撑。