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中高压架空输电线监测系统的设计与实现

林林

  架空输电线路由于传输距离远,沿途地势复杂,环境与气候条件多变,加之国民对电量的需求大,导致电力系统运行中供电压力增加,而输配线路担负着电能输送分配的重任,较容易发生各类故障。一旦出现故障停电,给人们的生活带来不便,扰乱企业的正常生产,给国家带来重大的损失;并且由于架空输电线路分支多,结构复杂,利用人工排查故障难度大,增加了工作人员的劳动强度,从而浪费大量人力物力。如今,人们通过研究故障机理,希望设计出相应的故障在线监测系统,以提高输电线路故障检测的自动化和现代化水平,及时为线路安全性能提供科学有效的依据,为电力的输送和提高故障排查效率提供条件。 本文首先对国内外输电线故障检测技术的发展状况进行了说明,比较了目前一系列故障检测装置的优缺点,通过研究比较各种故障判定依据的实现方案,针对3~66KV中高压架空输电线小电流接地系统,提出基于电流突变量的短路故障检测方法,线路通断检测电路的断路故障判断方法,利用现代数字信号处理技术实现接地故障的检测手段,以此作为故障检测依据;考虑监测系统在线运行的工作特点,设计了一种结合嵌入式系统、无线通讯、智能电源等技术的架空输电线故障监测系统,实现短路、断路、接地的故障判断定位功能:采用高性能单片机作为微控制器,由两个子机与一个母机形成子母式故障检测终端,对架空输电线三相线路进行实时数据采集与分析,结合无线射频通讯技术实现模块间的通讯与数据传输,利用GPRS/GSM技术将各个检测终端的故障信息汇总上传至远程监控中心并能在发现故障后以短消息的形式及时告知维护人员,实现系统的在线监测与故障判断。 在分析了系统整体结构后,对系统各个模块硬件电路的工作原理和设计过程进行了具体论述,说明了相应故障检测的硬件实现方法,接着对智能电源模块的原理和设计进行了详细介绍,解决了工作于架空输电线上故障检测终端的电能供给问题。在完成电路设计、仿真后确定系统PCB图并制板。 在系统硬件电路设计、调试及实验成功的基础上,编写系统软件各模块程序并调试成功,系统软件工作主要包括单片机底层驱动程序、无线射频通讯程序、手机通讯模块短信收发程序、故障检测算法以及上位机用于验证的显示程序。其中单片机相关程序是在Keil CμVision3环境下开发的;上位机程序使用Borland C++ Builder6.0进行开发。本系统通过了实验室测试,达到了设计要求。 论文的最后对课题的研究工作进行了总结,指出了不足之处并对下一步工作进行了展望。……   
[关键词]:架空输电线;小电流接地系统;故障监测系统;无线射频;智能电源
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京航空航天大学2011年