[实用新型]基于RF传输的导线动态增容系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压输电电力监测领域，具体涉及基于RF传输的导线动态增容系统。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，我国的电力需求不断上涨，近年来更遭遇大面积的“电荒”，拉闸限电现象时有发生。相对于经济建设而言我国电网建设始终落后，电力生产和消费一直存在着地区间不平衡问题，供需矛盾一直存在且时有激化。而线路系统的建设需要巨额资金并占用土地资源，投资大周期长，大量兴建线路走廊存在客观限制问题。因此，在不增加线路建设的前提下对电网输送能力的充分利用进行深入研究也日益被重视起来。动态增容技术就是在这一背景下发展起来的。

现有的输电能力受线路输送容量热稳定性限额的制约并未达到极限的传输容量，而当前电网线路输送容量限值往往是基于最恶劣气象条件为维持线路对地安全距离和导线最大工作温度得出的，实际上通过风险分析证实现有线路正常载流能力可安全地提高7%以上。根据载流量的各种影响因子，在输电线路上安装对应的在线监测装置，对线路本身的状态和环境气象条件进行实时监测，结合各种监测量与线路传输容量的关系建立理论模型，从而计算出任意时刻导线的最大允许载流量、实时载流量和隐形容量。动态增容技术最大的特点就是不突破现行技术规程，因此可以有效保证系统和设备稳定、安全运行。使用动态增容技术稳定可靠地提高线路的传输容量可以很大程度的解决输电“瓶颈”问题，缓解电力供求矛盾，潜在巨大的经济价值。

同时，随着低功耗处理器、RF射频通信技术、GPRS无线网络技术、超级电容发展的日趋成熟，也使输电线路动态增容系统的稳定、可靠运行成为可能。

输电线路监控设备需要放置于高压铁塔等野外无人值守的环境中运行，对装置的可靠性、稳定性和能耗提出了较高要求，尤其是线上设备的电源问题一直没能得到很好的解决。现有的动态增容装置，其电源系统通常采用下面三种形式：

1、利用激光供能方式提供终端电源，该方式有光电转换效率偏低，激光二极管容易老化，光纤产品成本高等缺点，不适用于输电线路监测领域。

2、通过CT感应模块从高压导线获取电能，再经过稳压、滤波等处理后给硬件系统供电。这种方式取电方便，但实际运行中的可靠性和稳定性较差，首先，CT感应模具往往由于密闭性有限而容易生锈，取能效果逐渐变差，最后导致线上设备无法正常工作，失去监测意义；其次，当高压电线发生紧急故障而停电时，监测装置会同时失效，不利于故障分析。

3、由太阳能板与蓄电池构成供电系统，该方式易受天气影响，在持续阴雨天的环境中续航能力差，并且其使用年限通常受限于蓄电池的使用寿命，维护代价高，如更换电池将带来大量的人力物力财力的投入。

此外，现有的动态动容系统采集参数较少，监测模型较为单一，所能提供的动态增容判据往往很有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种基于RF传输的导线动态增容系统，其能解决现有技术的可靠性、稳定性差，能耗高的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

基于RF传输的导线动态增容系统，其包括数据采集单元、数据处理单元、第一电源单元、第一电源管理单元以及GPRS数据发送单元，第一电源单元、第一电源管理单元、GPRS数据发送单元分别与数据处理单元电性连接；所述数据采集单元包括多个导线测量单元、RF数据接收单元、数字拉力变送器、风速风向变送器以及日照变送器，所述导线测量单元包括温度传感单元、电流互感单元、导线数据控制器、第二电源单元、第二电源管理单元以及RF数据发送单元，温度传感单元、电流互感单元、第二电源单元、第二电源管理单元、RF数据发送单元分别与导线数据控制器电性连接，RF数据发送单元与RF数据接收单元无线数据传输连接；RF数据接收单元、数字拉力变送器、风速风向变送器、日照变送器分别与数据处理单元电性连接；多个导线测量单元安装在输电导线的不同位置，数字拉力变送器安装在绝缘子串上，风速风向变送器及日照变送器安装在高压塔上。

作为优选的结构，提高数据处理单元的稳定性，所述数据处理单元包括MCU、看门狗电路、模数转换电路，看门狗电路、模数转换电路分别与MCU电性连接；第一电源管理单元、GPRS数据发送单元分别与MCU电性连接。进一步的，为了提供数据采集时间参数，该系统还包括数据存储单元、时钟单元，数据存储单元、时钟单元均与MCU电性连接。再进一步的，为了提高可靠性，所述第一电源单元包括充电控制器、第一太阳能板、蓄电池，第一太阳能板、蓄电池均与充电控制器电性连接，模数转换电路、MCU分别与充电控制器电性连接。