專利名稱：一種特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特高壓技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于我國可開發(fā)的水電資源近2/3在西部，煤炭資源的2/3在山西、陵西 和內(nèi)蒙古；但是我國2/3的用電負荷卻分布在東部沿海和京廣鐵^^沿線以東的 經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。這樣，就需要把能源基地發(fā)電的電量輸送至電力需求大的中東 部;也區(qū)。
為了減少輸電損耗，提高輸電質(zhì)量，我國目前開始研制特高壓輸電技術(shù)。 特高壓交流輸電，是指1000kV及以上電壓等級的交流輸電工程及相關(guān)技術(shù)。 特高壓輸電技術(shù)具有遠距離、大容量、低損耗和經(jīng)濟性等特點。 但是，特高壓輸電線路的電壓等級很高，這樣就需要監(jiān)測特高壓輸電線路 的導線輸送容量是否正常，以免發(fā)生輸電故障。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠 監(jiān)測特高壓輸電線路的導線輸送容量是否正常。
本發(fā)明提供一種特高壓輸電線路導線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，包括導線溫度傳感 器、中央數(shù)據(jù)處理單元和后臺分析系統(tǒng)；
所述導線溫度傳感器安裝在導線節(jié)點處或金具上，用于測量導線的溫度，
所述中央數(shù)據(jù)處理單元，用于將所述溫度進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，打包后通過無線 通訊網(wǎng)絡發(fā)送至所述后臺分析系統(tǒng)；
所述后臺分析系統(tǒng)，用于利用所述溫度以及輸電線路設計參數(shù)計算不同溫 度時導線允許的輸送容量，當導線的輸送容量達到上限危險臨界值時，發(fā)出報 警信息。
優(yōu)選地，所述導線溫度傳感器安裝在導線節(jié)點處或金具上具體為 所述導線溫度傳感器通過底座固定在導線節(jié)點處或金具上。優(yōu)選地，所述導線溫度傳感器通過導線取電裝置進行供電，所述導線取電 裝置安裝在導線上。
優(yōu)選地，還包括環(huán)境溫度傳感器和日照傳感器；
所述環(huán)境溫度傳感器和所述日照傳感器均安裝在輸電線路桿:t荅上，分別用 于測量環(huán)境溫度和日照強度；并將測量的所述環(huán)境溫度和日照強度通過雙層屏 蔽線發(fā)送至所述中央數(shù)據(jù)處理單元；
所述中央數(shù)據(jù)處理單元將所述環(huán)境溫度和日照強度進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，打包后 通過無線網(wǎng)絡發(fā)送至后臺分析系統(tǒng)；
所述后臺分析系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)換后的所述環(huán)境溫度和日照強度對導線溫度進 行補償。
優(yōu)選地，所述環(huán)境溫度傳感器和日照強度傳感器通過蓄電池供電，所述蓄 電池通過太陽能電池+反進行充電。
優(yōu)選地，所述雙層屏蔽線的外層屏蔽在輸電鐵塔的絕緣子的鐵頭接地； 所述雙層屏蔽線的內(nèi)層屏蔽在傳感器位置接地。
優(yōu)選地，所述導線溫度傳感器的測量范圍為-55°C~+125°C;精度為土0.5 °C;所述環(huán)境溫度傳感器的測量范圍為-50°C~+75°C,靈敏度為0.5°C。
優(yōu)選地，所述后臺分析系統(tǒng)利用所述溫度以及輸電線路設計參數(shù)計算不同 溫度時導線允許的輸送容量具體為R=W+ Ld+ g*V;
其中，R代表導線允許的輸送容量；W代表導線測量溫度；Ld代表環(huán)境 溫度參數(shù)；g代表線路分裂數(shù)；V代表電壓等級。
優(yōu)選地，所述導線溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器和日照強度傳感器的外部 均設有屏蔽盒，用于避免特高壓強電磁場的干擾。
優(yōu)選地，所述無線通訊網(wǎng)絡為全J^移動通訊系統(tǒng)、碼分多址或通用分組無 線業(yè)務。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明提供的特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)，輸電導線或金具上設置導線 溫度傳感器用來測量導線的溫度，通過無線通訊網(wǎng)絡發(fā)送所述溫度至中央數(shù)據(jù) 處理單元，中央數(shù)據(jù)處理單元通過無線通信網(wǎng)絡發(fā)送轉(zhuǎn)換后的溫度至后臺分析 系統(tǒng)。后臺分析系統(tǒng)計算不同溫度時導線的輸送容量是否超過上限危險臨界值，如果是，則發(fā)出報警信息。電路調(diào)度人員可以及時采取補救措施。這樣可
以確保特高壓輸電線路的正常運行。
圖1是本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)第一實施例示意圖2是本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)第二實施例示意圖； 圖3是本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)電源原理圖； 圖4是本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)微處理器芯片圖； 圖5是本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)時鐘電路圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對 本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。
參見圖1,該圖為本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)第一實施例示意圖。
本發(fā)明實施例提供一種特高壓輸電線路導線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，包括導線溫度 傳感器101、中央數(shù)據(jù)處理單元102和后臺分析系統(tǒng)103。
所述導線溫度傳感器101安裝在導線節(jié)點處或金具上，用于測量導線的溫 度，并通過雙層屏蔽線發(fā)送所述溫度至所述中央數(shù)據(jù)處理單元102。
所述導線溫度傳感器通過底座固定在導線節(jié)點處或金具上。
需要說明的是，所述導線溫度傳感器在輸電線路上設置至少兩個，隔一端 距離設置一個或一條線上安裝一個。
本實施例中采用的導線溫度傳感器的特點為
導線溫度傳感器內(nèi)置天線，并且體積小，功耗低。并且該傳感器帶有自動 識別功能，可以結(jié)合無線通訊網(wǎng)絡。本實施例中采用的導線溫度傳感器的工作 原理為
無線溫度傳感器工作原理無線溫度傳感器用于測量帶電物體表面的溫 度，如導線及高壓開關(guān)拒內(nèi)的棵露觸點和母線連接處的運行溫度。無線溫度傳 感器安裝于導線節(jié)點處測量導線表面的溫度，并將測量結(jié)果通過無線通訊網(wǎng)絡 發(fā)送至中央數(shù)據(jù)處理單元102。本實施例中提供的所述導線溫度傳感器的測量 范圍為-55°C +125°C;精度為土0.5。C。由于采用雙層屏蔽線將測量的溫度發(fā)送至中央數(shù)據(jù)處理單元，因此可以屏 蔽特高壓強電磁場的干擾。
所述雙層屏蔽線的外層屏蔽在輸電鐵塔的絕緣子的鐵頭接地；所述雙層屏 蔽線的內(nèi)層屏蔽在所述傳感器位置接地。
所述中央數(shù)據(jù)處理單元102,用于將所述溫度進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，打包后通過 無線通訊網(wǎng)絡發(fā)送至所述后臺分析系統(tǒng)103。
所述無線通訊網(wǎng)主各包括全王求移動通訊系統(tǒng)(GSM, Global System for Mobile Communications )、碼分多址(CDMA, Code-Division Multiple Access ) 或通用分組無線業(yè)務(GPRS， General Packet Radio Service )。
所述后臺分析系統(tǒng)103，用于利用所述溫度以及輸電線路設計參數(shù)計算不 同溫度時導線允許的輸送容量及導線溫度，當導線的輸送容量達到上限危險臨 界值時，發(fā)出報警信息。
所述后臺分析系統(tǒng)利用所述溫度以及輸電線路設計參數(shù)計算不同溫度時 導線允許的輸送容量具體為R=W+Ld+g*V;
其中，R代表導線允許的輸送容量；W代表導線測量溫度；Ld代表環(huán)境 溫度參數(shù)；g代表線路分裂數(shù)；V代表電壓等級。
本實施例提供的特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)可以實時測量導線的溫度， 并可以計算出不同導線溫度時導線允許的輸送容量，當輸送容量達到上限危險
臨界值時，發(fā)出報警信息，輸電線路調(diào)度人員可以及時采取安全措施，從而保 障特高點電網(wǎng)的安全運行。
以上實施例提供的特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)觀'J量的導線溫度信號在 傳輸過程中采用雙層屏蔽線可以防止特高壓強電磁場的干擾，從而使導線溫度 測量準確。
參見圖2 ，該圖為本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)第二實施例示意圖。 本實施例提供的特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)除了包括導線溫度傳感器
101外，還包括環(huán)境溫度傳感器201和日照強度傳感器202。
所述環(huán)境溫度傳感器201和所述日照強度傳感器202均安裝在輸電線路桿
塔上，分別用于測量環(huán)境溫度和日照強度；并將測量的所述環(huán)境溫度和日照強
度通過雙層屏蔽線發(fā)送至所述中央數(shù)據(jù)處理單元102。需要說明的是，環(huán)境溫度傳感器和日照強度傳感器中的雙層屏蔽線的連接 方式與導線溫度傳感器中的連接方式相同，在此不再贅述。
本發(fā)明實施例中所有傳感器的所有外漏信號線纜均采用雙層屏蔽線。并
且，對于每個傳感器的輸入接口，均采用了防滲、防干擾等措施，具體為在
傳感器接口處采用屏蔽環(huán)及鋁箔膠帶以確保接口的可靠性。
所述中央數(shù)據(jù)處理單元102將所述環(huán)境溫度和日照強度進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并 進行打包后通過無線網(wǎng)絡發(fā)送至后臺分析系統(tǒng)103。
由于導線溫度隨著日照強度和環(huán)境溫度的變化而變化。因此，所述后臺分 析系統(tǒng)103利用轉(zhuǎn)換后的所述環(huán)境溫度和日照強度對導線溫度進行補償。
所述環(huán)境溫度傳感器的測量范圍為-50°C~+75°C,靈每丈度為0.5°C。
需要說明的是，所述導線溫度傳感器外設有屏蔽盒，用于避免特高壓強電 磁場的干擾。
所述環(huán)境溫度傳感器和日照強度傳感器通過蓄電池供電，所述蓄電池通過 太陽能電池板進行充電。
由于導線溫度傳感器安裝在導線節(jié)點或金具上，而不是像環(huán)境溫度傳感器 似的安裝在桿塔上，因此導線溫度傳感器不能釆用蓄電池供電，本實施例的導 線溫度傳感器利用導線取電裝置。所述導線取電裝置安裝在導線上，直接從導 線上取電來為導線溫度傳感器供電。
參見圖3,該圖為本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)電源原理圖。
電源轉(zhuǎn)換芯片的管腳1和管腳2短接后分別連接電容C17的一端和接地， 管腳3和管腳4短接后分別連接電容C17的另一端和供電電源正極BAT+,管 腳5、管腳6和管腳7短接后分別連接濾波電容C19的一端和VCC,濾波電 容C19的另一端4妻地。
將供電電源BAT+轉(zhuǎn)化為特高壓輸電線路導線測溫監(jiān)測系統(tǒng)需要的電壓 量，為特高壓輸電線路導線測溫監(jiān)測系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定的工作電壓，并減少外 界干擾對裝置的影響。
參見圖4,該圖為本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)微處理器芯片圖。
本發(fā)明實施例采用的微處理器優(yōu)選MSP430芯片。
MSP43 0是具有超低功耗特點的16位單片機，本實施例優(yōu)選MSP43 OF 149,MSP430是功能強大的CPU內(nèi)核16位CPU和高效的RISC指令系統(tǒng)， 無外擴的數(shù)據(jù)地址總線，在8MHz時可達到125ns的指令周期，具有16個快 速響應中斷，能及時處理各種緊急事件。并且MSP430具有豐富的功能模塊 12位的A/D轉(zhuǎn)換器。芯片MSP430工作在1.8-3.6V電壓下，有正常工作才莫 式AM和4種低功耗工作模式，即LPM1、 LPM2、 LPM3、 LPM4模式。
微處理器可以方便地在各種工作模式之間切換。在實際應用環(huán)境中，系統(tǒng) 可根據(jù)現(xiàn)場不同的運行情況對裝置的工作模式進行隨時切換。
工作模式有高效模式在監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)線路有異常情況時提高工作頻率。
正常模式此模式說明系統(tǒng)工作一切正常，監(jiān)測的線路無異常情況發(fā)生。
低功耗模式-.系統(tǒng)處于自動保護模式。
參見圖5，該圖為本發(fā)明特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)時鐘電路圖。
本發(fā)明實施例還為特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)提供了時鐘電路，為系統(tǒng) 提供一個時間基準。
如圖5所示，時鐘芯片的管腳1連接電源VCC,管腳2和管腳3分別連 接振蕩器的兩端，管腳4接地。
時鐘芯片的管腳5、管腳6、管腳7分別連接圖4微處理器的管腳17、管 腳18管腳22。
本發(fā)明實施例提供的特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)不但通過導線溫度傳 感器測量導線的溫度，而且還設置了環(huán)境溫度傳感器和日照強度傳感器一并測 量環(huán)境的溫度和日照強度，綜合考慮環(huán)境溫度和日照強度對導線溫度的影響， 從而準確測量導線溫度，并且孩i處理器還結(jié)合輸電線路設計參數(shù)及導線物理特 性計算不同導線溫度時導線允許的輸送容量，這樣可以在導線輸送容量達到上
限危險臨界值時，發(fā)出報警信息，線路調(diào)度人員及時采取措施，保證特高壓輸 電線路的安全運行。
本發(fā)明實施例提供的特高壓輸電線路導線監(jiān)測系統(tǒng)采用的所有傳感器的 所有外漏信號線纜均采用雙層屏蔽線，其中外層屏蔽在靠近鐵塔絕緣子的鐵頭 接地，而內(nèi)層屏蔽在測溫系統(tǒng)位置接地。對于傳感器的輸入接口，也采用了防 滲、防干擾、防雷擊等措施，確保接口的可靠性。系統(tǒng)工作環(huán)境除了有強電場干擾外，還存在強磁場干擾，所以系統(tǒng)特別采用雙層屏蔽線引入采集到的信號 和屏蔽盒內(nèi)層隔離的方法，防止特高壓強磁場干擾。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的 限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何 熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述 揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改 為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬 于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種特高壓輸電線路導線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括導線溫度傳感器、中央數(shù)據(jù)處理單元和后臺分析系統(tǒng)；所述導線溫度傳感器安裝在導線節(jié)點處或金具上，用于測量導線的溫度，并通過無線通訊網(wǎng)絡將所述溫度發(fā)送至所述中央數(shù)據(jù)處理單元；所述中央數(shù)據(jù)處理單元，用于將所述溫度進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，打包后通過無線通訊網(wǎng)絡發(fā)送至所述后臺分析系統(tǒng)；所述后臺分析系統(tǒng)，用于利用所述溫度以及輸電線路設計參數(shù)計算不同溫度時導線允許的輸送容量，當導線的輸送容量達到上限危險臨界值時，發(fā)出報警信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述導線溫度傳感器通過底座固定在導線節(jié)點處或金具上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于， 所述導線溫度傳感器通過導線取電裝置進行供電，所述導線取電裝置安裝在導 線上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于， 還包括環(huán)境溫度傳感器和日照傳感器；所述環(huán)境溫度傳感器和所述日照傳感器均安裝在輸電線路桿塔上，分別用 于測量環(huán)境溫度和日照強度；并將測量的所述環(huán)境溫度和日照強度通過雙層屏 蔽線發(fā)送至所述中央泰:據(jù)處理單元；所述中央數(shù)據(jù)處理單元將所述環(huán)境溫度和日照強度進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，打包后 通過無線網(wǎng)絡發(fā)送至后臺分析系統(tǒng)；所述后臺分析系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)換后的所述環(huán)境溫度和日照強度對導線溫度進 行補償。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于， 所述環(huán)境溫度傳感器和日照強度傳感器通過蓄電池供電，所述蓄電池通過太陽 能電池纟反進行充電。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于， 所述雙層屏蔽線的外層屏蔽在輸電鐵塔的絕緣子的鐵頭接地；所述雙層屏蔽線的內(nèi)層屏蔽在傳感器位置接地。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述導線溫度傳感器的測量范圍為-55°C +125°C;精度為士0.5。C;所述環(huán) 境溫度傳感器的測量范圍為-50°C~+75°C，靈敏度為0.5°C。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的特高壓輸電線路測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述 后臺分析系統(tǒng)利用所述溫度以及輸電線路設計參數(shù)計算不同溫度時導線允許 的輸送容量具體為R=W+Ld+g*V;其中，R代表導線允許的輸送容量；W代表導線測量溫度；Ld代表環(huán)境 溫度參數(shù)；g代表線路分裂數(shù)；V代表電壓等級。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于， 所述導線溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器和日照強度傳感器的外部均設有屏蔽 盒，用于避免特高壓強電磁場的干擾。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓輸電線路導線測溫系統(tǒng)，其特征在于， 所述無線通訊網(wǎng)絡為全J求移動通訊系統(tǒng)、碼分多址或通用分組無線業(yè)務。
全文摘要
本發(fā)明提供一種特高壓輸電線路導線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，包括導線溫度傳感器、中央數(shù)據(jù)處理單元和后臺分析系統(tǒng)；所述導線溫度傳感器安裝在導線節(jié)點處或金具上，用于測量導線的溫度，并通過無線通訊網(wǎng)絡將所述溫度發(fā)送至所述中央數(shù)據(jù)處理單元；所述中央數(shù)據(jù)處理單元，用于將所述溫度進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，打包后通過無線通訊網(wǎng)絡發(fā)送至所述后臺分析系統(tǒng)；所述后臺分析系統(tǒng)，用于利用所述溫度以及輸電線路設計參數(shù)計算不同溫度時導線允許的輸送容量，當導線的輸送容量達到上限危險臨界值時，發(fā)出報警信息。電路調(diào)度人員可以及時采取補救措施。這樣可以確保特高壓輸電線路的正常運行。
文檔編號G08C17/00GK101609125SQ20091015123
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者伊仁圖太, 吳向東, 吳向陽, 周培華, 勵 康, 柯 張, 翔 李, 勇 杜, 武軍利, 利 祁, 覃紹先, 趙全江, 偉 鄭, 鄭永平, 凌 馬, 選 高 申請人:中國電力工程顧問集團中南電力設計院;國家電網(wǎng)公司;西安同步電氣有限責任公司