输电线路弧垂在线监测方法及实现

摘要

输电线路弧垂是线路设计和运行的主要指标，关系到线路运行的安全，因此必须控制在设计规定的范围内。在线路设计时，必须计算导线的应力和弧垂，确定和掌握导线在各种气象条件下的应力和弧垂的变化情况，保证当导线应力最大时，其值不超过导线强度允许值，而当弧垂最大时，要保证导线的对地安全距离，从而保证线路设计经济合理、运行安全可靠。
　　论文前两部分说明了输电线路弧垂在线监测系统的重要意义，然后介绍了国内外学者提出的适合输电线路弧垂在线监测的几种方式，重点介绍了基于张力测量输电线路弧垂的方法，阐述了弧垂测量的原理，提出了测量张力、风速和风向等参数来计算线路弧垂，并详细列出了计算公式和计算过程。其中基于张力测量导线的弧垂为本文的创新点。
　　论文第三、四、五、六部分分别介绍了系统硬件平台需求分析及总体，阐述了数据采集终端总体框架，主要包括传感器、电源管理、数字外设和通信，详细描述了风速风向传感器、张力传感器和倾角传感器的选取及其调理电路的实现；介绍了控制部分硬件设计和实现，阐述述了电源管理系统、主控CPU、通讯模块和数字外设的设计和选取，详细描述了电源管理系统；介绍了硬件平台的试验和结果，阐述了张力测量信号采集精度对比试验和电磁兼容抗扰度试验，详细描述了瞬变脉冲抗扰度试验。概括介绍了监测终端的软件设计，阐述计划任务分析、MCU内部资源规划和软件总体框架，详细描述了软件总体框架。
　　论文的第七部分是系统的安装运行情况介绍。本部分详细介绍了系统安装运行的情况。通过对各个图表数据的分析，文章得出了以下结论：监测系统能较好的反映导线的运行状态，在监测的时间段内，根据我们提出的力学分析计算方法，计算得出没有发生输电线路弧垂过大现象。现场运行单位的巡视结果也证实了这一点。
　　文章最后对研究输电线路弧垂在线监测系统的工作进行了总结：本文在探讨输电线路弧垂的特性和影响因素的前提下，对弧垂的机理进行了相关的讨论。重点对风力综合载荷下的架空输电线路进行了力学分析，通过力学参量（耐张轴向张力和风向、风速）的测量，制定监测架空输电线路弧垂的方案，提出了一些仍需要改进的地方。通过与实验室其他同学的配合，输电线路弧垂在线监测系统各功能顺利实现，并且在南方电网公司几条线路上挂网运行，运行结果表明系统各方面性能良好，完全满足工程需求。

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第一章 绪论

1.1输电线路弧垂在线监测的意义

1.2输电线路弧垂在线监测技术国内外现状

1.3本论文的主要工作

1.4本章小结

第二章 输电线路弧垂在线监测理论分析

2.1影响导线弧垂的各种因素分析

2.2 导线弧垂监测和计算模型

2.3本章小结

第三章 系统硬件平台功能需求分析及总体设计

3.1 系统总体介绍

3.2数据采集终端总体框架设计

3.3 风速风向传感器部分设计

3.4 张力传感器部分设计

3.5 倾角传感器部分设计

3.6 硬件主控部分需求分析

3.7本章小结

第四章 控制部分硬件设计和实现

4.1电源管理系统设计

4.2主控CPU选取

4.3通信模块设计

4.4数字外设设计

4.5本章小结

第五章 硬件平台试验及结果

5.1 张力信号采集部分精度对比试验

5.2 电磁兼容抗扰度实验

5.3本章小结

第六章 系统现场安装运行情况

6.1 现场安装运行情况

6.2 现场运行数据分析

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2输电线路弧垂在线监测技术展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文