[实用新型]输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置，属于高压输电电力监测领域。

背景技术

无论在山区或平原地区，春、冬季节输电线路的导线都会产生覆冰现象，对高压输电线路造成了很大的破坏作用，致使冰灾事故频频发生，如2008年的特大冰灾的发生严重威胁着电力装置的安全运行。同时，随着社会需求的发展和发电厂建设步伐的加快，电网规划建设滞后、输电走廊稀缺等引起的输电能力不足的问题日益突出，电网输电线路的增容需求量很大并很迫切。

在技术层面上，从线路覆冰所需的监测量和为线路增容所需考率的因素来看，两者具有一定的相同监测参数，如所需要的气象参数、线路高电位的监测量等。在为线路增容方面，由于线路(高压传输线)载流量的计算公式采用的是通过热平衡原理推导公式。我国现行规程(DL/T 5092----1999  110～500KV架空送电线路设计技术规程)中采用的是英国摩尔根公式，导线载流量与环境温度、风速、日照强度、导线温度限额及导线本身的物理参数有关。而输电线路的导线覆冰是在特定的自然环境条件下才能形成，目前比较成熟的覆冰理论：当空气的温度和湿度各达到一定的条件下才可能形成覆冰，且风速和风向不同，形成覆冰的速度各不相同；当温度和湿度满足条件以后，形成覆冰的量决定于风速，当为无风或微风时，只能形成极薄的冰，当风速达到一定速度之后，导线上的覆冰才会越积越厚，并在风力的作用下导线作旋转运动形成扁凌型覆冰，最终形成锯齿状覆冰，此时就极易出现冰闪、风鞭、甚至杆塔倾斜倒塌接到等事故。

因此，在节约资源的同时，能够达到输电线路监测多样化的目的是本实用新型初衷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构合理，使用方便，能够对高压运行中的线路进行在线、有效的监测现场温度、湿度、风速、风向、日照辐射及导线温度、振动、倾角，绝缘子倾角、导线综合载荷和现场图像等，并以无线网络通信传输方式，将监测到的参数即时提供给“增容系统主站”，对输电线路及时进行多种方式报警，指导检修、防治和增容的输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置。

本实用新型的技术方案是：输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置，分布在需要覆冰预警监测及动态增容系统的输电线路上，由安装在输电线路上的监测子单元、安装在杆塔上的监测主单元、专家分析系统和调度EMS系统四部分组成，监测子单元所采集的信息发送到监测主单元，然后监测主单元对数据进行传输给专家分析系统，专家分析系统又与调度EMS系统连接；其特征在于：所述的监测子单元和监测主单元都包括传感器、电源模块、数据采集及控制模块和数据通讯模块；

所述的传感器在监测子单元包括导线温度传感器、导线振动和倾角传感器；在监测主单元的传感器包括导线载荷传感器、绝缘子倾角传感器、视频摄像头、日照辐射传感器、环境温湿度传感器和风速、风向传感器；各传感器分别与数据采集及控制模块的输入端连接；

所述的电源模块在监测子单元上采用高压侧取能模块来供电，在监测主单元采用的是太阳能给锂电池充电的方式供电或风能发电；

所述的数据通讯模块在监测子单元上是无线射频技术和监测主单元进行短距离通讯，在监测主单元上无线射频技术和GSM/GPRS/CDMA/3G通讯方式结合；

所述的数据采集和控制模块与数据通讯模块之间双向链接。

如上所述的输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置，其特征在于：所述的监测子单元和监测主单元通讯方式采用无线射频通讯技术，其频段包括433MHz、868MHz、915MHz和2.4GHz。

如上所述的输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置，其特征在于：所述的监测主单元的数据采集和控制模块包括低功耗的微处理器、监控电路、模数转换电路。

如上所述的输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置，其特征在于：所述的高压侧取能模块包括取电电路、变换电路、保护电路、可充电源组；所述的取电电路分别连接变换电路和保护电路；所述的可充电源组是可充的锂电池，与变换电路的输入端连接。

如上所述的输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置，其特征在于：所述的变换电路由整流电路、滤波电路、充电电路和电源变换组成；整流电路电连接滤波电路，滤波电路分别电连接充电电路和电源变换，充电电路电连接可充电源组，后者又与电源变换连接。