[发明专利]基于导线倾角的输电线路动态增容系统

说明书

技术领域

本发明属于输电线路技术领域，尤其是一种基于导线倾角的输电线路动态增容系统。

背景技术

输电线路动态增容技术可以在不新建线路的前提下，动态提升现有导线的输送容量，提高电力系统运行的经济性。现有输电线路动态增容系统一般利用张力传感器测量导线张力，然后根据张力获得导线温度，最后根据导线气候模型，利用风速风向、环境温度、日照辐射强度计算导线最大载流量。上述动态增容系统存在的问题是：对于一次系统，直接在导线上安装张力传感器往往比较困难；另外，环境条件中风速、风向有时变化较快，现有系统在测量风速特别是风向时，准确度一般较低，导致载流量计算可靠性偏低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、精度及可靠性高且易于安装使用的基于导线倾角的输电线路动态增容系统。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于导线倾角的输电线路动态增容系统，由安装在高压线路杆塔上的多个数据采集终端和位于调度中心的监控平台构成，数据采集终端通过公用GSM/GPRS网络与监控平台相连接实现数据传输功能；数据采集终端包括传感器及其调理电路、CT取电模块、主控模块和无线数据传输模块，传感器安装在高压线路上并与信号调理电路相连接，信号调理电路的输出端连接到主控单元上；CT取电模块连接到高压线路上取电并进行转换为主控模块供电；主控模块与无线数据传输模块相连接，该无线数据传输模块通过RF天线与监控平台相连接。

而且，所述的主控模块由主控CPU单元及其外围电路连接构成，所述的主控CPU单元采用C8051F040芯片，所述的外围电路包括实时时钟、Flash存储器，主控CPU单元通过I2C接口与实时时钟相连接，主控CPU单元通过通过SPI接口与Flash存储器相连接，主控CPU单元通过A/D接口与调理电路相连接，主控CPU单元通过UART接口与无线数据传输模块相连接。

而且，所述的传感器包括倾角传感器、温度传感器和CT单元。

而且，所述的温度传感器包括直接测量导线温度用于校验的温度传感器、测量环境温度的传感器和测量导线日照辐射温度的传感器。

而且，所述的无线数据传输模块包括GPRS模块和SIM卡，该无线数据传输模块连接到主控模块的UART接口上，并通过RF天线与监控平台进行数据通信。

而且，所述的CT取电模块包括依次连接的前端冲击保护电路、整流滤波、DC/DC稳压电路，整流滤波电路输出端还通过取样电路、保护电路连接到DC/DC稳压电路，该DC/DC稳压电路还连接电池组充电、供电管理模块对DC/DC稳压进行管理，使得DC/DC稳压电路输出电压控制在允许电压范围内。

本发明的优点和积极效果是：

1、本系统基于输电线路运行参数(倾角、环境温度、日照辐射、导线负荷)设计,利用导线悬挂倾角和风偏角计算导线温度，然后基于导线温度模型，利用导线温度、环境温度、日照辐射和导线负荷计算导线的动态载流量,避免了一次侧张力计安装困难、风速风向测量不准确的问题。

2、本系统采用和架空线路高压部分进行隔离，确保测温工作安全。

3、本系统选择电流互感器直接从高压输电线路上耦合取电，避免了一般输电线路监测装置多采用的太阳能电池系统存在设备间绝缘问题。

4、本系统避免了张力传感器安装不便的问题，安装维护简便。

5、本系统避免了风速风向的测量，具有极高的可靠性和安全性。

6、本系统便于数据统计和分析。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是数据采集终端的硬件电路框图；

图3是CT单元的放大电路原理图；

图4是CT单元的抬压电路原理图；

图5是CT取电模块的原理图；

图6是无线数据传输模块G24与主控单元C8051F040的主要接口电路图；

图7是倾角传感器所测得的二维倾角值示意图；

图8是环境温度和日照辐射温度的测量值示意图；

图9是线路现有负荷和增容后容量对比示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种基于导线倾角的输电线路动态增容系统，如图1所示，由安装在高压线路杆塔上的多个数据采集终端和位于调度中心的一个监控平台构成，数据采集终端通过公用GSM/GPRS网络与监控平台相连接实现数据传输功能。