[發(fā)明專利]一種架空輸電線路覆冰監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910304631.5
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109884963A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳路易;張梅;高奇慧;胡雪雪
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種架空輸電線路覆冰監(jiān)測系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)采集模塊、中央處理單元、無線傳輸模塊、電源模塊以及物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心組成。中央處理單元主要控制采集模塊的數(shù)據(jù)采集、無線模塊信號傳輸以及電源模塊的穩(wěn)定切換；電源模塊為數(shù)據(jù)采集模塊、中央處理單元以及無線傳輸模塊提供穩(wěn)定的電源；將采集到的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心。系統(tǒng)采取多高精度傳感器對輸電線路的環(huán)境狀況實時采集，通過抗干擾性強的低功耗STM32單片機MCU，對數(shù)據(jù)進行安全可靠的處理；采用兩種低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)LoRa無線傳輸技術(shù)和NB?IoT無線傳輸技術(shù)，為數(shù)據(jù)的傳輸提供安全可靠的保障；利用OneNet物聯(lián)網(wǎng)云平臺，搭建智能化軟件監(jiān)控系統(tǒng)，對架空輸電線路信息進行實時在線監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明架空輸電線路監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種架空輸電線路線路覆冰監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

架空輸電線路是電力輸電系統(tǒng)的重要組成部分，隨著電力系統(tǒng)快速發(fā)展，高壓、超高壓和特高壓遠距輸電線路日益增多，架空輸電線路故障對電力系統(tǒng)影響越來越大。我國能源集中分布在西部地區(qū)，隨著國家“西電東送”的發(fā)展戰(zhàn)略的落實，越來越多的架空線路分布于廣泛的地理區(qū)域，其輸電走廊穿越的區(qū)域地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行也受到嚴峻的挑戰(zhàn)。近年來，我國不少南方地區(qū)多次因線路覆冰導(dǎo)致大范圍停電事故，國民經(jīng)濟生活受到很大的影響，造成的經(jīng)濟損失巨大。

目前架空輸電線路監(jiān)測裝置使用單一的且功耗大、運行不穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)，難以保障監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)在授權(quán)網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋不到的地方使用非授權(quán)頻譜LoRa網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合使用授權(quán)頻譜窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)提高信號傳輸?shù)目煽啃?，這兩種無線網(wǎng)絡(luò)低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)(Low-Power Wide-Area Network,LPWAN)的典型代表，具有覆蓋范圍廣、功耗低和成本低等特點，非常適合在輸電線路監(jiān)測中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可靠性高的架空輸電線路覆冰監(jiān)系統(tǒng)；該系統(tǒng)利用先進低功耗無線傳感模塊和高精度傳感器，可以解決目前市場上在惡劣環(huán)境中持續(xù)且安全可靠的架空輸電線路監(jiān)測的難題。

本發(fā)明實現(xiàn)發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種架空輸電線路覆冰監(jiān)系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)采集模塊、中央處理單元、無線傳輸模塊、電源模塊以及物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心組成。其中中央處理單元主要控制數(shù)據(jù)采集模塊的采集、無線傳輸模塊信號傳輸以及電源模塊的安全切換；電源模塊主要為數(shù)據(jù)采集模塊、中央處理單元以及無線傳輸模塊提供穩(wěn)定的電源；將采集到的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心；

本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)采集模塊特征在于：主要包括拉力傳感器、傾斜傳感器、電纜溫度傳感器以及微型氣象站；其中電纜溫度傳感器使用接觸數(shù)字集成式溫度傳感器DS18B20；微型氣象站中包括環(huán)境溫濕度傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、氣壓傳感器；

本發(fā)明所述的中央處理單元特征在于：系統(tǒng)主要工作在野外高空等惡劣的環(huán)境下，因而選用的主控芯片應(yīng)具有模擬量處理、抗干擾能力強、低功耗控制電路等特點，系統(tǒng)采用STM32F103C8T6單片機作為主控芯片，主要作用控制外圍各電路之間協(xié)調(diào)、可靠、高效的正常工作；外圍時鐘、復(fù)位電路和STM32F103C8T6芯片構(gòu)成了單片機的最小系統(tǒng)；

本發(fā)明所述的無線傳輸模塊特征在于：包括兩種低功耗技術(shù)，LoRa無線傳輸模塊和NB-IoT無線傳輸模塊，多個LoRa模塊可以自主形成LoRa通信網(wǎng)絡(luò)，在NB-IoT信號覆蓋不到的地方，可以通過信號多跳方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

本發(fā)明所述的電源模塊特征在于：采用太陽能電池和蓄電池組合電源供電，蓄電池可作為備用電源，當(dāng)遇到連續(xù)陰雨天氣或太陽能供電不足時使用。