[发明专利]一种架空输电线路舞动在线监测系统

说明书

技术领域

本发明属于输电线路状态监测技术领域，涉及一种架空输电线路舞动在线监测系统，具体为一种基于短程射频/加速度传感器/GPS的架空线路舞动在线监测系统。 

背景技术

电网输电的可靠性在很大程度上取决于输电线路工作状态的可靠性。架空输电线路长期运行于露天条件下，受风、雨、冰、雷电等自然条件影响较大，其工作状态不能得到保证。尤其当发生风偏和舞动等异常状态时，线路可能发生闪络、跳闸，甚至倒塔等事故。 

我国幅员辽阔，气候多变，风偏和舞动异常状态发生规律和内在机理各异。尤其近年来，受全球气候环境变化影响，沿海地区气候的雨量、日照强度、风力风向和温湿度等气候条件与内陆地区气候差异逐年加大，沿海地区线路的风偏、舞动状态的表现程度与发生概率无法参考内陆地区相关数据。为了快速、有效地查询事故原因、降低线路事故造成的经济损失、准确的对事故进行预警、详实的提供输电线路设计及技术改造的科学数据和理论依据，有必要对沿海地区线路异常状况与各种环境、气象数据对应的因果关系展开研究，并找寻风偏和舞动状态发生的原因和规律。沿海独特的台风气候中心风力可达17级以上，为了更加深入的分析沿海地区线路风偏和舞动状态发生的根本原因和规律，还需对强风条件下诱发的无冰线路风偏、舞动等状态进行研究。 

至2000年以来，国内电网出现了不少因输电线风偏、舞动等异常状态引起的事故，故各研究机构对于输电线路状态分析理论及监测系统的开发进行了大量研究。申请公布号为“CN 101975565A”的中国发明专利“基于GPS的输电导线舞动监测系统及监测方法”，公开了一种基于GPS的输电导线舞动监测系统及监测方法，但其定位误差较大，一般为1至10米。申请公布号为“CN 101986100A”的中国发明专利“基于差分GPS的输电线路导线舞动与风偏在线监测系统”，公开了一种基于差分GPS的输电线路风偏、舞动在线监测系统，虽然其定位较为准确，但需要建立差分GPS基站，成本过高。申请公布号为“CN 101571413A”的中国发明专利“基于加速度传感器的输电线路舞动在线监测系统”，公开了一种基于加速度传感器的输电线路舞动在线监测系统，一个线路档距配备一个主站和复数个子站，子站与主站距离较远，子站数据需由大功率射频上传至主站，大功率射频模块体积大、成本高，会影响线路舞动力学特性，对线路舞动造成潜在威胁。本发明公开一种基于短程射频/加速度传感器/GPS的架空线路舞动在线监测系统，系统体积小、对线路力学特性影响小、动态性能好、数据监测精度高、成本低廉、可全天候工作。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构合理，使用方便，能够在线监测高压运行中线路的现场温度、湿度、风速、风向、日照强度及导线温度、重力、舞动幅度等参数的一种输电线路舞动在线监测系统。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明是一种架空输电线路舞动在线监测系统，其特点是：每一个档距线路的在线监测系统由安装在输电线路上的若干个监测子站、分别安装在杆塔上的两个监测主站和安装在监控中心的后台监控上位机组成； 

所述的监测子站包括STM32单片机，在STM32单片机上连接设有智能保护CT电源、导线温度传感器、加速度传感器和RF射频模块；导线温度传感器与所述STM32单片机的AD管脚相连接；加速度传感器与所述STM32单片机的I²C管脚相连接；RF射频模块与所述STM32单片机的UART管脚连接；监测子站利用加速度传感器对线路舞动进行精确定位，定位数据通过RF射频模块上传至较近监测主站；

所述的监测主站包括STM32单片机主站控制系统、供电模块、GPRS模块、RF射频模块、GPS模块、环境温湿度传感器、风速风向传感器、日照辐射传感器和雨量传感器；GPRS模块、RF射频模块、GPS模块与所述的STM32单片机主站控制系统的UART管脚连接；环境温湿度传感器与STM32单片机主站控制系统的SPI管脚相连接；风速风向传感器、日照辐射传感器和雨量传感器与STM32单片机主站控制系统的AD管脚相连接；所述的供电模块包括光伏电源，光伏电源与控制模块串联，再与蓄电池并联，最后与负载串联；

每个监测主站接收较近监测子站的舞动监测数据，通过GPRS模块将监测数据及环境气象数据上传至后台监控上位机；通过GPS模块进行对时，保证上传数据的同步性。