[實用新型]輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置

有效

• 申請號: 200920086765.6
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN201417182Y
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 俞坤師;陳軒恕;劉飛;柳德偉;徐思恩;但小容
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00;G01P5/00;G01P13/00;G01L1/00;G01J1/00;G01H17/00;G01B21/22;G01N37/00;H04N7/18;G08C17/02
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及一種輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置，屬于高壓輸電電力監測領域。

背景技術

無論在山區或平原地區，春、冬季節輸電線路的導線都會產生覆冰現象，對高壓輸電線路造成了很大的破壞作用，致使冰災事故頻頻發生，如2008年的特大冰災的發生嚴重威脅著電力裝置的安全運行。同時，隨著社會需求的發展和發電廠建設步伐的加快，電網規劃建設滯后、輸電走廊稀缺等引起的輸電能力不足的問題日益突出，電網輸電線路的增容需求量很大并很迫切。

在技術層面上，從線路覆冰所需的監測量和為線路增容所需考率的因素來看，兩者具有一定的相同監測參數，如所需要的氣象參數、線路高電位的監測量等。在為線路增容方面，由于線路(高壓傳輸線)載流量的計算公式采用的是通過熱平衡原理推導公式。我國現行規程(DL/T?5092----1999??110～500KV架空送電線路設計技術規程)中采用的是英國摩爾根公式，導線載流量與環境溫度、風速、日照強度、導線溫度限額及導線本身的物理參數有關。而輸電線路的導線覆冰是在特定的自然環境條件下才能形成，目前比較成熟的覆冰理論：當空氣的溫度和濕度各達到一定的條件下才可能形成覆冰，且風速和風向不同，形成覆冰的速度各不相同；當溫度和濕度滿足條件以后，形成覆冰的量決定于風速，當為無風或微風時，只能形成極薄的冰，當風速達到一定速度之后，導線上的覆冰才會越積越厚，并在風力的作用下導線作旋轉運動形成扁凌型覆冰，最終形成鋸齒狀覆冰，此時就極易出現冰閃、風鞭、甚至桿塔傾斜倒塌接到等事故。

因此，在節約資源的同時，能夠達到輸電線路監測多樣化的目的是本實用新型初衷。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種結構合理，使用方便，能夠對高壓運行中的線路進行在線、有效的監測現場溫度、濕度、風速、風向、日照輻射及導線溫度、振動、傾角，絕緣子傾角、導線綜合載荷和現場圖像等，并以無線網絡通信傳輸方式，將監測到的參數即時提供給“增容系統主站”，對輸電線路及時進行多種方式報警，指導檢修、防治和增容的輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置。

本實用新型的技術方案是：輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置，分布在需要覆冰預警監測及動態增容系統的輸電線路上，由安裝在輸電線路上的監測子單元、安裝在桿塔上的監測主單元、專家分析系統和調度EMS系統四部分組成，監測子單元所采集的信息發送到監測主單元，然后監測主單元對數據進行傳輸給專家分析系統，專家分析系統又與調度EMS系統連接；其特征在于：所述的監測子單元和監測主單元都包括傳感器、電源模塊、數據采集及控制模塊和數據通訊模塊；

所述的傳感器在監測子單元包括導線溫度傳感器、導線振動和傾角傳感器；在監測主單元的傳感器包括導線載荷傳感器、絕緣子傾角傳感器、視頻攝像頭、日照輻射傳感器、環境溫濕度傳感器和風速、風向傳感器；各傳感器分別與數據采集及控制模塊的輸入端連接；

所述的電源模塊在監測子單元上采用高壓側取能模塊來供電，在監測主單元采用的是太陽能給鋰電池充電的方式供電或風能發電；

所述的數據通訊模塊在監測子單元上是無線射頻技術和監測主單元進行短距離通訊，在監測主單元上無線射頻技術和GSM/GPRS/CDMA/3G通訊方式結合；

所述的數據采集和控制模塊與數據通訊模塊之間雙向鏈接。

如上所述的輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置，其特征在于：所述的監測子單元和監測主單元通訊方式采用無線射頻通訊技術，其頻段包括433MHz、868MHz、915MHz和2.4GHz。

如上所述的輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置，其特征在于：所述的監測主單元的數據采集和控制模塊包括低功耗的微處理器、監控電路、模數轉換電路。

如上所述的輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置，其特征在于：所述的高壓側取能模塊包括取電電路、變換電路、保護電路、可充電源組；所述的取電電路分別連接變換電路和保護電路；所述的可充電源組是可充的鋰電池，與變換電路的輸入端連接。

如上所述的輸電線路覆冰預警及動態增容系統的在線監測裝置，其特征在于：所述的變換電路由整流電路、濾波電路、充電電路和電源變換組成；整流電路電連接濾波電路，濾波電路分別電連接充電電路和電源變換，充電電路電連接可充電源組，后者又與電源變換連接。