高压输电线路远程监测系统研制

摘要

为西电东送，缓解东部地区电力供应紧张的局面，国内已建成多条超高压交流输电、高压直流输电线路。由于地域分布广，气候变化大，输电导线冰风载荷、绝缘子风偏、杆塔受力以及局部小气象环境等因素对高压输电安全运行都带来了巨大挑战。在2008年1—2月间，我国南方爆发了极为严重的雨雪冰冻灾害，导致高压输电线路断线、杆塔倒塌，给社会正常的生产和生活带来了巨大的损失。当今快速发展的无线传输网络技术，可以对高压输电导线的远程监测提供可靠、便捷的技术支撑，使远程杆塔运行工况监测成为可能。
　　本文为实现对电力线路的远程视频/数据监控，设计了远程监测模块、无线通讯视频传输模块以及后台监测软件三个子系统。
　　其中,远程监测模块使用单片机及其接口技术，可将多个传感器的数据进行采集，具有多个模拟数据采集通道和数字量开关通道。该板件经过原理设计与调试，实现了远程数据采集板的全部功能；采用商用无线网络为平台，建立了无线网络数据通道，无线通讯模块具备视频采集、压缩、传输的功能。实现了传感器数据的转发，可将现场实时视频数据通过无线的方式发送出去。
　　最后，设计了后台监测软件平台，可将远程监测板采集的多个传感器数据进行存储、计算、管理，实现多个传感器数据和视频图像的数据分析及远程现场视频图像的解压和显示等功能。该设计使用了可视化编程技术及数据库技术，定义了与远程数据采集板的通讯协议，完成了整个系统的功能。
　　整个系统进行了运行实验，结果表明，性能良好，达到设计要求。本系统能对线路运行情况进行实时监测和安全预警，可为电力设备从周期检修过渡到状态检修提供有力支持，具有良好推广和应用价值。

目录

高压输电线路远程监测系统研制

DEVELOPMENT OF A HIGH VOLTAGE TRANSMISSION LINE REMOTE MONITORING SYESTEM

摘 要

Abstract

目 录

绪 论

课题的背景及研究的意义

输电线路远程监测发展状况

论文的研究内容及工作

远程监测系统架构设计

系统架构设计

数据传输子系统方式选择

EDGE的通讯方式

CDPD方式

MOBITEX方式

几种网络主要性能比较

系统结构设计

系统功能设计

小结

远程数据采集系统设计

主控CPU选型及应用

仿真工具

开发编译环境

硬件设计工具选择

数据采集板设计

CPU最小系统

UART扩展电路设计

串行通讯接口设计

模拟数据采集接口设计

数字量信号接口设计

传感器设计

风速/方向传感器

温度/湿度传感器

倾角传感器

无线传输与视频采集模块设计

底层软件设计

软件设计目标

底层软件架构设计

各层次之间的接口定义

各模块的流程图

底层软件实现难点及解决方案

对底层软件进行仿真实验

太阳能供电设计

小结

后台监测软件设计

监测软件目标分析

系统软件开发工具选择

后台硬件要求及设计

数据库设计

后台软件设计

后台软件详细设计

后台软件对数据库的读写分析及设计

用户管理模块详细设计

实时数据显示模块设计

实时曲线显示

Socket模块设计

小结

实验结果及数据分析

远程视频数据

数据运行结果

SQL Server设计结果

用户信息管理设计结果

数据分析结果及问题研究

对实时数据的分析研究

通讯可靠性分析研究

小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢

个人简历