基于光纤传感技术输电线路在线监测的研究

发布时间：2021-10-22 10:16

　　输电线路是电力系统的桥梁,关系到电网的可靠稳定运行,实时监测输电线路的运行状态对于电力系统输电环节至关重要。最初输电线路依靠人工巡检排查线路故障,这种方法浪费人力物力,效率低,不能实现实时的在线监测。之后普遍采用无线传感设备,将信号传输到监控终端,这种方式方便快捷,实现了在线监测,但无线传感器安全性低,容易受输电线路高电磁场的干扰。因此,光纤传感器应运而生,将光纤传感器应用于输电线路在线监测能实现全光网络的传输,真正解决了安全性和实时性的问题。首先,针对光纤传感器应用于输电线路在线监测的可行性,自主设计了锥形光纤光栅传感器。由于光纤传感器本身存在温度和应力交叉敏感问题,而输电线路的基础参量便是温度和应力,只有测得线路的温度值和应力值才能获得线路覆冰、舞动等的实际变化量。该传感器采用单根光纤,与应用于其他领域的双光纤光栅相比,单根光纤传感器简单,便捷,更加适用于输电线路的安装。然后,建立各个参量的数学模型,将该传感器测得的温度和应力转化为输电线路覆冰的厚度,舞动的加速度,杆塔倾斜角度等值,并设计了各个参量（覆冰、舞动、杆塔倾斜）的监测装置。最后,根据电网的实际运行,设计出了各个参量监测装... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 光纤传感技术的发展
        1.2.1 光纤传感技术简介
        1.2.2 光纤传感技术分类
        1.2.3 光纤传感技术在电网中的发展现状
    1.3 输电线路在线监测现状
    1.4 本文主要工作
第2章 光纤光栅传感器及其在线监测系统设计
    2.1 光纤光栅传感器简介
        2.1.1 光纤光栅耦合模理论
        2.1.2 光纤光栅传感原理
    2.2 光纤光栅传感器温度应力交叉敏感问题解决方案
        2.2.1 双波长矩阵法
        2.2.2 双参量法
        2.2.3 温度补偿法
    2.3 光纤传感器监测输电线路系统结构
    2.4 输电线路各监测参量产生机理与选点原则
        2.4.1 输电线路覆冰产生机理
        2.4.2 输电线路舞动产生机理
        2.4.3 输电线路微风振动产生机理
        2.4.4 杆塔倾斜产生机理
    2.5 本章小结
第3章 锥形光纤传感器设计及应用
    3.1 一种新型的解决交叉敏感问题锥形光纤光栅传感器
        3.1.1 基本原理
        3.1.2 仿真验证实验
    3.2 锥形光纤传感器在输电线路在线监测中的应用
        3.2.1 锥形光纤传感器应用于输电线路覆冰
        3.2.2 锥形光纤传感器应用于输电线路舞动及微风振动
        3.2.3 锥形光纤传感器应用于杆塔倾斜
    3.3 锥形光纤传感器在输电线路上的布设方案
    3.4 本章小结
第4章 基于光纤传感技术输电线路在线监测软件设计
    4.1 输电线路在线监测软件需求分析
    4.2 用户管理模块设计
    4.3 信号接收模块设计
    4.4 系统管理模块设计
    4.5 信息显示模块设计
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 本文总结
    5.2 课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BS架构的DGA在线监测数据平台设计与实现[J]. 郭涛,曹建,安晨光,陆思伊.  计算机应用与软件. 2014(08)
[2]基于无线传感器网络的光伏组件监测系统[J]. 汪义旺,宋佳,张波,林燕.  计算机测量与控制. 2014(01)
[3]基于WSN的输电线路覆冰在线监测系统[J]. 李正明,张钰,王政.  仪表技术与传感器. 2013(12)
[4]架空输电线路的在线监测[J]. 杨之望,薛伍德.  华东电力. 2013(04)
[5]基于虚拟仪器的高温压力管道光纤光栅应变监测软件设计[J]. 皇甫晓洪,刘月明,刘涛,蔡庆木.  仪表技术与传感器. 2013(03)
[6]输电线路绝缘子闪络在线监测系统[J]. 黄会贤,陈新岗,汪能文,袁兴旺,古亮,马志鹏,陈果.  重庆理工大学学报(自然科学). 2013(01)
[7]光纤光栅传感技术用于架空输电线路状态监测[J]. 栗鸣,徐拥军.  电力系统通信. 2012(11)
[8]输电线路杆塔接地电阻在线监测仪的设计[J]. 姚庆梅,张天亮,李冰,许夫明,牟洵.  微计算机信息. 2012(10)
[9]基于GIS的复合海缆监测系统设计与实现[J]. 李高健,王晓峰.  计算机应用与软件. 2012(09)
[10]架空输电线路在线监测技术研究[J]. 孙凤杰,赵孟丹,刘威,范杰清.  南方电网技术. 2012(04)

硕士论文
[1]基于光纤传感器的架空输电线路覆冰在线监测系统的设计与实现[D]. 薛志航.电子科技大学 2012



本文编号：3450896