架空输电线路在线状态监测系统研究与设计

发布时间：2017-08-06 21:03

  本文关键词：架空输电线路在线状态监测系统研究与设计

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【摘要】：架空输电线路是输电系统的重要组成部分,保障其正常运行是整个电网稳定运行的基础。架空输电线路地域分布广泛,穿过高山越过大河,面临着各种地理和气象环境。当遇到雷电、暴雨、落物、冰雪、飓风等自然及外部环境因素变化时,架空输电线路会导致线路发生短路、断线故障,甚至导致倒塔事故,危及电力系统运行安全。当架空输电线路发生故障时,应快速找到故障地点和故障原因,进而排除故障以快速恢复对用户的供电。因此研究架空输电线路的在线状态监测系统对于及时发现线路异常运行情况,提高电力系统安全性和可靠性具有十分重要的意义。本文设计了一种基于无线通信系统的架空输电线路在线状态监测系统。该系统可以实时监测架空线路工作情况及线路所处环境的微气象信息,检测信号通过无线通信系统传输。主要进行了以下工作:(1)提出了一种架空输电线路状态监测系统的组成结构,分析了架空输电线路的一些典型故障的特征,运用MATLAB进行故障仿真分析,给出了线路故障检测方法。(2)进行了架空输电线路在线状态监测系统的硬件系统设计,给出了总体设计方案。设计了基于STM32微处理器的线路状态检测子系统,设计了电压、电流以及断路信号采集电路和自感应取电电路。监测子系统采用Zigbee和GPRS与上位机进行通信。(3)进行了架空线路状态监测系统的软件设计,给出了系统软件的主要功能,设计了系统初始化、数据采集处理、通信和故障处理等程序。(4)搭建了系统实验平台,通过实验验证了本文设计的架空线路状态监测系统的有效性。
【关键词】：架空输电线路 状态监测 无线通信
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 引言8-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 架空输电线路故障检测技术研究现状10-12
• 1.2.2 架空输电线路故障定位应用现状12-14
• 1.3 课题的研究目的与意义14
• 1.4 本文的主要内容和工作14
• 1.5 论文章节安排14-16
• 第2章 架空线路故障监测原理与分析16-28
• 2.1 输电线路典型故障原理和特征16-26
• 2.1.1 断路信号特征分析16-17
• 2.1.2 短路信号特征分析17
• 2.1.3 单相接地故障特征分析17-22
• 2.1.4 基于MATLAB的架空输电线路故障模型建立与仿真22-25
• 2.1.5 架空输电线路故障检测方法25-26
• 2.2 架空线路状态的监测26-27
• 2.2.1 导线温度监测26-27
• 2.2.2 微气象监测27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 架空线路状态监测系统硬件设计28-43
• 3.1 架空线路状态监测硬件整体结构28-29
• 3.2 微控制器模块设计29-31
• 3.2.1 微控制器芯片的介绍29-31
• 3.2.2 微控制器外围电路设计31
• 3.3 前端采集单元31-35
• 3.3.1 取样CT31-32
• 3.3.2 高速数据采集装置32-33
• 3.3.3 电流信号采集33-34
• 3.3.4 电压信号采集34-35
• 3.3.5 断路信号采集35
• 3.4 电源模块设计35-38
• 3.4.1 自取电电源的设计原理36
• 3.4.2 感应线圈自取能设计36-38
• 3.4.3 取电电路设计38
• 3.5 架空线环境状态信号采集模块设计38-40
• 3.5.1 架空线路温湿度信号模块设计38-39
• 3.5.2 架空线环境微气象信号模块设计39-40
• 3.6 数据通信模块40-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 架空输电线路状态监测系统软件设计43-49
• 4.1 系统整体软件设计43-44
• 4.2 初始化程序设计44
• 4.3 子机信号采集部分软件设计44-47
• 4.3.1 电信号采集44-45
• 4.3.2 微气象信号采集45-46
• 4.3.3 无线通讯信号采集46-47
• 4.4 故障处理程序47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 实验与结果分析49-53
• 5.1 主机界面的搭建与设计49
• 5.2 电流突变检测实验49-50
• 5.3 电压突变检测实验50-51
• 5.4 主机故障监测报警画面51-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 结论与展望53-55
• 6.1 总结53
• 6.2 展望53-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-60
• 硕士在读期间所发表的学术论文情况60

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4 朱宽军;付东杰;王景朝;孙娜;;架空输电线路的舞动及其防治[J];电力设备;2008年06期

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7 李顺利;;架空输电线路运行维护中存在的问题及对策[J];中国电力教育;2010年S1期

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1 李少龙;张孝祖;胡昌斌;;架空输电线路异物清除器[A];2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C];2011年

2 朱宽军;张国威;付东杰;王景朝;;中国架空输电线路舞动防治技术[A];中国科学技术协会2008防灾减灾论坛论文集[C];2008年

3 韩军;宝柱;;架空输电线路保护区内安全隐患治理办法的探讨与分析[A];培养创新型人才、推进科技创新、推动转变经济发展方式——内蒙古自治区第六届自然科学学术年会优秀论文集[C];2011年

4 黄宵宁;张真良;;架空输电线路施工课程多媒体教学的探索与实践[A];第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（上册）[C];2004年

5 张苏;;架空输电线路山火跳闸原因分析及对策[A];2010年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C];2010年

6 李淑东;向玲;崔伟;;基于有限元模型的架空输电线路振动特性分析[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

7 尹广力;;架空输电线路的运行维护及防雷措施[A];第四届全国架空输电线路技术交流研讨会论文集[C];2013年

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1 段锟　田江波;创新架空输电线路状态巡视管理模式[N];国家电网报;2012年

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3 张明明 记者 寇勇;架空输电线路在线监测新技术问世[N];科技日报;2012年

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7 周静;直击凉山雷击事件[N];凉山日报(汉);2007年

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1 白杰;高压架空输电线路舞动监测系统设计[D];西南交通大学;2015年

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本文编号：631404