CN201589785U - 输电线路远程监测装置 - Google Patents

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冉铁军
高莹
徐子安
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深圳南瑞科技有限公司
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Abstract

本实用新型公开了一种输电线路远程监测装置,要解决的技术问题是实现远程数据的采集、提高数字化管理能力。本实用新型采用以下技术方案:输电线路远程监测装置,所述输电线路远程监测装置设有数据采集部分、数据传输部分和监控中心,数据采集部分的数据经数据传输部分至监控中心。本实用新型与现有技术相比,利用通信网络,对输电电力设备远程监测信息进行传输,将多传感器数据和视频流媒体数据传输给监控中心,对输电线路运行情况进行评估和安全预警,提升了输电走廊电力设备的数字化在线监测能力以及故障预警能力,提高了供电的可靠性,为电力设备从周期检修过渡到状态检修提供了有力依据。

Description

输电线路远程监测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电力输电线路设备,特别是一种输电线路的监测设备。背景技术
[0002] 由于西电东送工程的需要,国内已建成多条超高压输电、高压直流输电线路。缓解 了东部地区电力供应紧张的局面。同时目前国内对高压输电运行经验尚少,输电导线冰、风 载荷,绝缘子风偏、漏电流情况,杆塔受力情况,以及小气象环境等对高压输电线路的安全 运行都带来了很大影响。因此对输电线路进行远程监测,对提高输电线路的数字化管理和 维护电力设备具有重大意义。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种输电线路远程监测装置,要解决的技术问题是实现 远程数据的采集、提高数字化管理能力。
[0004] 本实用新型采用以下技术方案:种输电线路远程监测装置,所述输电线路远程监 测装置设有数据采集部分、数据传输部分和监控中心,数据采集部分的数据经数据传输部 分至监控中心。
[0005] 本实用新型的数据采集部分设有远程数据的监控终端,监控终端设有CPU,CPU通 过接口连接传感器,CPU采集的传感器数据,编码后通过无线通信与视频采集、编码模块以 及天线发送出。
[0006] 本实用新型的CPU控制云台与摄像头,摄像头采集的视频信号经视频接口、无线 通信与视频采集、编码模块以及天线发送出。
[0007] 本实用新型的传感器是风速、风向、温度、湿度和绝缘子倾角传感器。
[0008] 本实用新型的监测终端安装在被测电力杆塔上。
[0009] 本实用新型的数据传输部分为移动通信网络、互联网和地区电力公司局域网。
[0010] 本实用新型的数据传输部分为移动通信网络、专用网和地区电力公司局域网。
[0011] 本实用新型的专用网是APN网络或VPDN网络,
[0012] 本实用新型监控中心的服务器设置在地区电力公司局域网内。
[0013] 本实用新型的移动通信网络是CDMA、GPRS、EDGE或/和TD-SCDMA,CPU采用 MSP430F2350TRHA,风速、风向传感器的采用SX-80型,温度、湿度传感器采用TH-02型,倾角 传感器采用XY7000型,摄像头采用1/3S0NY半球型,无线通信与视频采集、编码模块采用 W730 型。
[0014] 本实用新型与现有技术相比,利用通信网络,对输电电力设备远程监测信息进行 传输,将多传感器数据和视频流媒体数据传输给监控中心,对输电线路运行情况进行评估 和安全预警,提升了输电走廊电力设备的数字化在线监测能力以及故障预警能力,提高了 供电的可靠性,为电力设备从周期检修过渡到状态检修提供了有力依据。附图说明
[0015] 图1是本实用新型实施例的监测网络架构图。
[0016] 图2是本实用新型实施例的监测终端结构框图。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示,本实用新型的输电线路远程监测装置设有数据采集部分、数据传输部分和监控中心,数据采集部分 的数据经数据传输部分至监控中心。
[0018] 如图2所示,数据采集部分设有远程数据的监控终端,监控终端的数据采集与处 理监测CPU通过接口连接风速、风向、温度、湿度和绝缘子倾角传感器,采集的传感器数据, 编码后通过无线通信与视频采集、编码模块以及天线发送出。CPU控制云台的角度与摄像头 的开启,摄像头采集的视频信号经视频接口、无线通信与视频采集、编码模块以及天线发送 出。CPU具有A/D采集通道和数据采集通道,可将传感器数据和视频图像数据存储在存储器 中。监测终端安装在被测电力杆塔上,可对杆塔附近的风速、风向,温度、湿度,绝缘子风偏 角度,周围视频情况进行实时的监测。
[0019] 数据传输部分采用移动通信网络CDMA、GPRS、EDGE或/和TD-SCDMA,再经互联网 和专用网,通过动态域名服务器接入方式或专用网络接入方式连接至地区电力公司局域网 内的监控中心。专用网络采用APN网络或VPDN网络,监控中心的服务器设置在地区电力公 司局域网内,数据可存储至监控中心的服务器中。
[0020] 数据分析管理采用地区电力公司局域网内设置的数据监测中心,也可通过局域网 共享数据的方式方便其他主机查询,跨地区电力公司也可设定不同的用户权限共享浏览相 应的数据。通过监控中心的分析软件对采集的数据进行统计、分析、与历年数据的比较后, 积累运行经验,观测线路运行的现场情况。
[0021] 监控中心的服务器可对不同的观测点、不同的监测终端进行切换,实现一对多的 监测方式。监测终端采用太阳能供电,满足野外供电的需求,环保高效。
[0022] 作为最佳实施例,CPU采用德州仪器公司的低功耗高速CPUMSP430F2350TRHA。能 够实现多通道的A/D转换,满足外围接口连接,对多路模拟量、开关量数据进行采集,实现 数据采集视频采集与压缩的控制,以及无线通信的功能。低功耗特性,有多种模式的节电模 式,强大的处理能力,系统工作稳定,具有丰富的片上外围模块,方便高效的开发环境,使用 工业级运行环境,具有多种时钟模块的特性。无线通信与视频采集、编码模块采用北京百目 公司的W730型无线通讯模块。
[0023] 在覆冰计算中,杆塔附近的微气象数据是计算的重要参数,对这些数据的精确测 量,对于覆冰厚度计算有着重要的意义。由于监测终端安装在杆塔上,电磁环境恶劣,将会 对CPU形成严重的干扰,为了降低数据干扰,对传感器的选择进行了严格的控制和测试,并 在信号进入CPU板件时,增加信号的隔离,防止干扰的引入,对主控板形成保护措施。
[0024] 风速、风向传感器的风速测量采用红外光电管或锯齿型码盘。当锯齿型码盘的风 杯随着气流的运动而转动时,风速轴带动码盘与风杯成正比地转动,从而输出电脉冲信号, 将机械转动信号转换成电信号。当风向标随着气流的运动而转动时,风向轴带动格雷码盘 与风向标同时转动,从而输出七位格雷码信号,将机械位置信号转换成电信号。风速、风向传感器整体及相关附件均有亚鹏安全电子器材有限公司产品,型号为SX-80。
[0025] 测温采用标准的钼电阻桥,以四线制方式测量,减少长引线带来的测量误差。湿敏电容或和转换电路两部分组成湿度传感器,湿敏电容规格为O〜100% RH,由玻璃底衬、下 电极、湿敏材料、上电极几部分组成。两个下电极与湿敏材料,上电极构成的两个电容串联 连接。湿敏材料采用高分子聚合物有机季铵盐型,它的介电常数随着环境的相对湿度变化 而变化。当环境湿度发生变化时,湿敏元件的电容量随之发生改变,即当相对湿度增大时, 湿敏电容量随之增大,反之减小,电容量通常在48〜56pf间。传感器的转换电路把湿敏电 容变化量转换成电压量变化,对应于相对湿度0〜100% RH的变化,传感器的输出呈0〜 Iv的线性变化。温、湿度传感器采用北京昆仑传感技术中心的TH-02型。
[0026] 倾角传感器采用“固体摆”式惯性器件,北京昆仑传感技术中心的XY7000型,采用 平衡式伺服系统。由摆锤、摆线、支架等部件组成,摆锤受重力G和摆拉力T的作用,其合力 *F:F = GSine,θ就是需要得到的倾角。对于绝缘子倾角需要使用双轴倾角传感器,不 但得到由于绝缘子和导线受到风或者杆塔应力的原因引起的绝缘子顺线方向和垂直导线 方向的倾角。摄像机采用SONY公司的1/3半球型。
[0027] CPU收集的数据和摄像头的图象数据通过GPRS/EDGE/CDMA/TD-SCDMA无线网络及 TCP/IP协议,由集成视频压缩及无线通讯控制无线模块,将传感器数据和视频数据以透明 数据方式发送给监控中心,实现远程传输和监控。使用时只需外接摄像机和电源即可构成 完整的基于CDMA/GPRS/EDGE/TD-SCDMA网络的远程无线视频传输系统。在服务器上或电力 公司局域网内的PC机上无论利用宽带方式或是拨号方式接入Internet,远端实时场景便 尽现眼前。服务器通过监控CPU对摄像机云台进行控制,可以全方位、多角度地对监测地进 行视频观测。CPU将传感器数据进行压缩,以减少无线传送的数据量,节省网络资源,提高传 送效率。
[0028] 本实用新型通过三级网络架构:前端监测终端、无线传输网络以及设有监控中心 的专用网络。此监控网络架构实现电力设备与电力运行中心之间数据的联网;将监测各监 测点的数据和图像与监控中心有机融合,最终实现数据监测、在线分析、实时报警功能的集
中管理。
[0029] 监控中心软件以B/S或C/S架构方式,部署在数据服务器上,终端用户可通过 Internet访问服务器以获得相关数据。运行指挥中心管理员可选择接入连接无线网络服务 商网络和动态域名访问两种方式。
[0030] 监控中心可通过指令对监测终端进行控制,以便数据和视频流信息按照指令回传 给数据监控中心。
[0031] 监控中心建立数据库将系统初始设定信息和现场回传值进行存储,以备数学计算 时应用。同时在数学模型计算出的结果数据也存储在其中。当计算结果和数据库初始数据 定值比较有越限情况发生,运行管理中心服务器将会发出报警提示。按照不同的电力设备, 可以增加多个分析功能,包括微气象环境分析、电力设备运行状况分析,负荷控制及停电管 理分析等。出于数据安全的需要,建立软件管理权限,设定不同的用户等级,方便系统管理 和维护。对于设备设定的安全警告,可通过彩信发送到管理员的手机上,并同时启动视频录 像,将电力设备的运行视频图像录制在服务器中,以便问题分析与处理。
[0032] 本实用新型利用商用无线传输网络CDMA/GPRS/EDGE/TD-SCDMA,将多传感器数据和视频流媒体数据通过无线传输给监控中心,对线路运行情况进行评估和安全预警,对于 特殊状况可通过实时监测和短信通知的等方式。为电力设备从周期检修过渡到状态检修提 供有力依据。实现野外恶劣环境下对传感器数据的采集 、采集终端低功耗的工作方法、无线 传输信息平台的建立以及监控中心管理软件的实现。

Claims (10)

  1. 一种输电线路远程监测装置,其特征在于:所述输电线路远程监测装置设有数据采集部分、数据传输部分和监控中心,数据采集部分的数据经数据传输部分至监控中心。
  2. 2.根据权利要求1所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述数据采集部分设 有远程数据的监测终端,监测终端设有CPU,CPU通过接口连接传感器,CPU采集的传感器数 据,编码后通过无线通信与视频采集、编码模块以及天线发送出。
  3. 3.根据权利要求2所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述CPU控制云台的 角度与摄像头的开启,摄像头采集的视频信号经视频接口、无线通信与视频采集、编码模块 以及天线发送出。
  4. 4.根据权利要求3所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述传感器是风速、风 向、温度、湿度和绝缘子倾角传感器。
  5. 5.根据权利要求4所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述监测终端安装在 被测电力杆塔上。
  6. 6.根据权利要求5所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述数据传输部分为 移动通信网络、互联网和地区电力公司局域网。
  7. 7.根据权利要求5所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述数据传输部分为 移动通信网络、专用网和地区电力公司局域网。
  8. 8.根据权利要求7所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述专用网是APN网 络或VPDN网络。
  9. 9.根据权利要求6或8所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述监控中心的 服务器设置在地区电力公司局域网内。
  10. 10.根据权利要求9所述的输电线路远程监测装置,其特征在于:所述移动通信网络是 CDMA、GPRS、EDGE 或 / 和 TD-SCDMA,CPU 采用 MSP430F2350TRHA,风速、风向传感器的采用 SX-80型,温度、湿度传感器采用TH-02型,倾角传感器采用XY7000型,摄像头采用1/3SONY 半球型,无线通信与视频采集、编码模块采用W730型。
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