[發(fā)明專(zhuān)利]用于輸電線在線檢測(cè)系統(tǒng)的智能前端系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210593933.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103078405A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳明豪;麻銳;張標(biāo)標(biāo);孟利民;王輝;杜克林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 銀江股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J13/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J13/00
• 代理公司: 杭州天正專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器終端和網(wǎng)關(guān)，尤其是一種輸電線在線檢測(cè)系統(tǒng)的前端系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它包括絕緣子、金具、桿塔和輸電線等設(shè)備和器材。輸電線路的安全受到多方面因素的影響。典型的有自然環(huán)境、環(huán)境污染和人為因素：

1)輸電線路容易受到自然環(huán)境的影響進(jìn)而發(fā)生故障。比如，大風(fēng)容易使輸電線路發(fā)生低頻、大振幅的導(dǎo)線舞動(dòng)，進(jìn)而引起相間閃絡(luò)、金具損壞，造成線路跳閘停電；嚴(yán)重時(shí)還可能造成桿塔倒塌、導(dǎo)線折斷等惡性事故。

2)環(huán)境污染也會(huì)對(duì)輸電線路造成危害。例如，輸電線路的絕緣子經(jīng)常遭受工業(yè)污穢或自然鹽堿、灰塵、鳥(niǎo)糞等污染。當(dāng)空氣濕度較高時(shí)，絕緣子表面的污穢將被濕潤(rùn)，在運(yùn)行電壓作用下其表面電導(dǎo)率和泄漏電流將大大增加，從而導(dǎo)致污穢絕緣子表面電氣性能降低甚至發(fā)生全面閃絡(luò)。

3)再加上人為偷盜、攀爬塔架、工作人員違章施工等，都會(huì)對(duì)塔架和輸電線產(chǎn)生不利影響。

如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)這些故障，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)和人們的生產(chǎn)、生活造成極大的損失。

所以，對(duì)輸電線路的日常狀態(tài)需要進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)及時(shí)、可靠地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。這樣，有助于及時(shí)了解詳細(xì)、精確的輸電線路運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)保證輸電線路運(yùn)行的安全有重要的作用。

傳統(tǒng)的輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：在傳統(tǒng)的輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，將通過(guò)放置在輸電線上的傳感器采集到狀態(tài)參數(shù)上傳到位于桿塔上的網(wǎng)關(guān)；再由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。前端系統(tǒng)是指?jìng)鞲衅鹘K端和網(wǎng)關(guān)組成的系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)：輸電線一般都長(zhǎng)達(dá)數(shù)百公里，例如，晉東南—南陽(yáng)—荊門(mén)1000KV輸電線路工程起自晉東南1000KV變電站，經(jīng)南陽(yáng)1000KV開(kāi)關(guān)站，止于荊門(mén)1000KV變電站，線路路徑全長(zhǎng)約650.677km。在上面需要安裝大量的傳感器終端，而每個(gè)傳感器都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這將是海量的數(shù)據(jù)，也是一個(gè)非常龐大復(fù)雜的系統(tǒng)。

現(xiàn)有的輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，存在著諸多問(wèn)題。典型的有：

（1）現(xiàn)有系統(tǒng)中，由傳感器和網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的前端系統(tǒng)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集、傳輸和故障報(bào)警，不負(fù)責(zé)理解和處理數(shù)據(jù)。而理解數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的功能完全由控制中心完成。這樣，就容易造成處理不及時(shí)，也增大的監(jiān)控中心的工作負(fù)荷。

（2）現(xiàn)有的故障檢測(cè)機(jī)制與數(shù)據(jù)收集、傳輸無(wú)關(guān)，不會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)級(jí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

（3）固定的數(shù)據(jù)采集和傳輸策略?，F(xiàn)有系統(tǒng)的傳感器和網(wǎng)關(guān)的工作機(jī)制通常采用固定的數(shù)據(jù)采集和傳輸策略。一旦策略設(shè)定，數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)姆绞?、時(shí)間間隔就固定下來(lái)，不再改變。傳感器按照設(shè)定好的固定時(shí)間間隔采集和傳輸數(shù)據(jù)，即使采集到的數(shù)據(jù)不具有危險(xiǎn)性，還是繼續(xù)傳輸；而對(duì)于危險(xiǎn)級(jí)別高的數(shù)據(jù)又混同于一般數(shù)據(jù)，不能及時(shí)上報(bào)。這樣的系統(tǒng)不能適應(yīng)多變的環(huán)境，不利于節(jié)省電池電能、延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命，也浪費(fèi)了有限的無(wú)線帶寬。

（4）時(shí)效性差，不能有效反映數(shù)據(jù)的重要性。傳統(tǒng)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)通常采用FIFO方式傳輸數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，先到的數(shù)據(jù)先發(fā)。這使得危險(xiǎn)別級(jí)高的數(shù)據(jù)信息不能被及時(shí)發(fā)送，必須等到前面的普通數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，才能發(fā)送。以致延誤監(jiān)控中心對(duì)危險(xiǎn)發(fā)生的感知，延緩反應(yīng)，甚至無(wú)法采取有效的預(yù)防措施。

（5）無(wú)線信道可靠性差。當(dāng)前，現(xiàn)有的輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞?。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率較低，比如GPRS的傳輸速率是56-114Kbps；由于受到環(huán)境、建筑物、山脈、傳輸距離、電磁環(huán)境等多種因素影響，無(wú)線信道很不穩(wěn)定，誤碼率很高，有效傳輸速率經(jīng)常受到嚴(yán)重影響。因此，數(shù)據(jù)的可靠性傳輸面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，特別是對(duì)時(shí)效性要求高的數(shù)據(jù)，比如，緊急報(bào)警信號(hào)很可能由于無(wú)線傳輸不暢導(dǎo)致延誤，甚至丟失，以致于造成嚴(yán)重?fù)p失。

（6）無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用高。GPRS等無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式一般是按照流量收費(fèi)。大量的數(shù)據(jù)傳輸也會(huì)產(chǎn)生巨額的費(fèi)用，給輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)造成巨大的運(yùn)營(yíng)成本。

（7）電池供電、維持困難。由于輸電線路一般位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，設(shè)備只能依靠電池供電。電池的電量和壽命都很有限，而安裝在輸電線上的傳感器的電池也不便于更換，進(jìn)而造成整個(gè)系統(tǒng)的壽命降低、維護(hù)困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)效性差、可靠性較差、使用成本高、維護(hù)困難的不足，本發(fā)明提供一種時(shí)效性良好、可靠性強(qiáng)、使用成本低、維護(hù)方便的用于輸電線在線檢測(cè)系統(tǒng)的智能前端系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：