污秽绝缘子盐密在线监测系统的研究与开发

摘要

绝缘子作为一种特殊的绝缘控件，在高压架空输电线路中起到重要作用。绝缘子表面积污直接影响输电线路的外绝缘性能，而积污程度的轻重则直接关系输电线路外绝缘性能的优劣。针对高压输电线路发生的污闪事故，国内外从线路的积污过程到污闪机理方面均做了大量研究，并在一定程度上取得了具有参考价值的成果，而在线实时监测输电线路积污过程的研究并不多见。
　　 本课题采用的光传感器绝缘子盐密在线监测技术，突破了传统等值盐密测量方法的局限性，使绝缘子饱和盐密值的测量问题得到解决，测量结果与污区分布以及污秽等级直接关联，为污秽等级划分提供了一种新的手段。
　　 文中从绝缘子污秽闪络机理着手，先理论研究了光技术在线监测盐密的原理，确定了需要监测的各项参数，通过探究各参数与光通量、盐密等之间的关系，建立了RBF神经网络数学模型;然后应用建模结果开发了适于现场使用的盐密在线监测系统，并成功将其在甘肃某地区挂网运行。在硬件电路的实现上，采用STM32系列ARM作为主控芯片，电源采用太阳能电池板+蓄电池组合的设计，保证了系统的正常运行。软件开发基于WindowsServer2000平台，以面向对象编程语言VisualC++2010作为开发工具，采用SQLServer2008企业版数据库管理系统实现数据的存储、分析与管理。结果表明，开发的系统监测中心软件界面友好，可进行多种功能查询，为工作人员及上级管理人员在线监测提供了便利，具有广泛的推广价值。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 本课题研究的目的和意义

1．2 当前主要的污秽测量法

1．3 在线监测技术的发展及研究现状

1．3．1 在线监测技术的发展

1．3．2 在线监测技术的研究现状

1．4 本文主要研究内容及组织工作

1．5 本章小结

第2章 电力系统绝缘子污闪机理研究

2．1 常见污秽成分及其污秽等级的划分

2．1．1 污秽种类和常见成分

2．1．2 绝缘子污秽等级

2．2 不同污秽环境的典型污秽特征分析

2．3 绝缘子污秽闪络机理

2．4 当前的防污闪措施及其局限性

2．5 本章小结

第3章 光传感器在线监测绝缘子盐密的理论研究

3．1 光技术测量原理

3．2 光波导中的光场分布理论和光能损耗机理

3．2．1 光波导中的光场分布理论

3．2．2 光波导中的光能损耗机理

3．3 光传感器检测绝缘子盐密的数学模型

3．3．1 光能损耗与绝缘子盐密及环境因素之间的关系研究

3．3．2 RBF神经网络的建立

3．3．3 基于OLS学习算法的预测模型的建立

3．4 模型的仿真结果分析

3．5 本章小结

第4章 光传感器盐密监测终端的硬件开发

4．1 监测终端硬件总体方案设计

4．2 STM32F107最小系统设计

4．2．1 STM32F107VCT6芯片介绍

4．2．2 最小系统设计

4．3 电源系统的设计

4．4 数据采集单元的设计

4．4．1 光信号采集的原理分析

4．4．2 温湿度信号调理电路的设计

4．4．3 A／D采样模块的设计

4．5 通讯模块的设计

4．5．1 GPRS数据传输模块的选型设计

4．5．2 MAX232串行通信转换电路设计

4．6 本章小结

第5章 光传感器盐密在线监测系统的软件开发

5．1 监测终端软件设计

5．1．1 A／D数据采集模块软件设计

5．1．2 GPRS通信流程设计

5．1．3 串行通讯软件设计

5．2 上位监控软件设计

5．2．1 上位监控软件开发平台

5．2．2 上位监控软件主要功能

5．3 本章小结

第6章 系统测试及运行结果分析

6．1 系统测试方案设计

6．2 系统应用及功能测试

6．3 运行结果及数据分析

6．4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文

附录B 系统硬件原理图