输电导线覆冰密度在线监测技术研究

发布时间：2021-05-09 20:52

　　架空输电线路在长期运行当中极易受到覆冰的危害,覆冰严重时易诱发大面积倒塔、断线、闪络跳闸等严重电力安全事故。对此国内外开展了大量关于输电线路覆冰的研究,但是缺少覆冰密度在线监测的研究和监测方法,覆冰和融冰计算中使用的覆冰密度大多采用估算值或纯冰密度,对计算结果会造成无法避免的误差。因此,研究一种能够实时在线监测覆冰密度的监测方法和传感器具有重要的意义。本课题通过对覆冰成因及电容法测量技术的理论研究,详细介绍电容法的测量原理,分析造成覆冰密度差异的主要原因,从理论上证明电容法测量覆冰密度的可行性。在此基础上,通过调节所搭建的人工覆冰室的参数,在实验环境下获得多种类型（密度）的覆冰,并在仿真指导下设计测量覆冰相对介电常数用的电容器。通过实验研究了覆冰密度与相对介电常数、环境温湿度、风速等参数之间的关系,验证电容测量法测量覆冰密度的可行性。基于本课题的理论和实验研究,发现覆冰密度与其影响因素之间存在一个复杂的非线性关系,并发现理论的计算公式在实际测量中并不精确。因此,本课题通过对比分析人工神经网络的性能,选用BP神经网络搭建其非线性关系模型。通过样本参数的训练,得到覆冰密度与影响参数之间的计... 

【文章来源】：西安工程大学陕西省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究技术现状
        1.2.1 覆冰和融冰计算研究
        1.2.2 覆冰在线监测技术研究
    1.3 本文主要研究内容
2 覆冰密度在线监测技术架构
    2.1 技术架构
    2.2 关键技术
    2.3 本章小结
3 电容法测覆冰密度理论研究
    3.1 电容法测量原理与应用
        3.1.1 电介质的介电特性
        3.1.2 混合材料相对介电特性
        3.1.3 电容传感器及应用
    3.2 覆冰类型及成因分析
    3.3 电容法测量覆冰密度理论计算
    3.4 本章小结
4 电容法测覆冰密度实验研究
    4.1 覆冰实验平台
    4.2 实验测量方法研究
        4.2.1 多种密度覆冰的获取
        4.2.2 测量电容的仿真与设计
        4.2.3 覆冰密度及相对介电常数测量
    4.3 实验数据分析
        4.3.1 覆冰相对介电常数与密度的关系
        4.3.2 覆冰相对介电常数与温度的关系
        4.3.3 覆冰密度理论计算
    4.4 本章小结
5 数字式覆冰密度传感器设计
    5.1 硬件设计
        5.1.1 电容测量设计
        5.1.2 主要硬件电路
    5.2 软件设计
        5.2.1 传感器主程序设计
        5.2.2 通信协议
    5.3 覆冰密度计算模型
        5.3.1 人工神经网络
        5.3.2 覆冰密度计算模型
    5.4 结构设计
    5.5 本章小结
6 覆冰密度监测装置设计与试验
    6.1 监测装置硬件设计
        6.1.1 电源供电电路
        6.1.2 气象参数测量
        6.1.3 通信模块
    6.2 监测装置软件设计
        6.2.1 控制器软件设计
        6.2.2 通讯协议
    6.3 实验验证分析
        6.3.1 功能性测试
        6.3.2 高低温测试
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间获取科研成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]直流融冰装置测试用等效模拟负载的温升计算与试验[J]. 蓝磊,陈胤,文习山,余轶,王羽.  高电压技术. 2018(11)
[2]基于图像和应力的输电线路覆冰监测方法研究[J]. 赵建利,张晓妍,赵建坤,邓洁,陈沛琳.  自动化与仪表. 2018(10)
[3]基于最优时间步长模型的输电导线雾凇覆冰预测[J]. 蒋兴良,姜方义,汪泉霖,罗兵,韩兴波.  电工技术学报. 2018(18)
[4]覆冰层热导率测试方法与影响因素分析[J]. 朱永灿,黄新波,赵隆,纪超,穆靖宇,郑心心.  高电压技术. 2018(09)
[5]再次面临电网冰雪灾害的反思与思考[J]. 蒋兴良,张志劲,胡琴,胡建林,舒立春.  高电压技术. 2018(02)
[6]覆冰导线临界融冰电流数值模拟分析[J]. 王一各,朱永灿,赵隆.  广东电力. 2017(05)
[7]基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法[J]. 吴念,王海涛,张宗峰,郭伟红,卢恩泽,周赞东.  中国电力. 2017(05)
[8]基于射频法的原油含水率在线测量系统[J]. 贺国强,党瑞荣,雷蕾,高国旺.  油气田地面工程. 2016(08)
[9]箱式变电站智能监测装置设计[J]. 黄新波,吴孟魁,朱永灿,朱海涛,王军安.  中国电力. 2016(05)
[10]基于遗传算法与模糊逻辑融合的线路覆冰预测[J]. 黄新波,王玉鑫,朱永灿,郑心心,李弘博,王一各.  高电压技术. 2016(04)

博士论文
[1]架空输电线路覆冰生长模型及其关键参数研究[D]. 朱永灿.西安电子科技大学 2017
[2]基于无损检测方法的沥青路面介电特性与施工质量评价研究[D]. 刘涛.华南理工大学 2016
[3]检测木材含水率的电容传感器数学模型及其算法研究[D]. 国萃.哈尔滨工程大学 2014
[4]风电输出功率预测方法与系统[D]. 刘兴杰.华北电力大学 2011

硕士论文
[1]地质灾害监测预警系统的设计与开发[D]. 刘超.西安工程大学 2017
[2]输电线路铁塔应力分析及在线监测技术研究[D]. 廖明进.西安工程大学 2016
[3]平行板电容式原油含水率仪的设计与开发[D]. 王连海.中国石油大学 2007



本文编号：3178005