CN204086584U - 一种应用于输电线路的微气象监测、报警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于输电线路的微气象监测、报警装置，涉及自动控制领域。该装置包括:传感器组、数据采集装置、通信装置、远程控制器和供电装置。由于该装置具有在监测数据的同时为用户提供微气象情况是否正常的判断结果的功能，因此，极大的降低了微气象的监测成本，提高了工作效率，并保证了能够及时采取预防措施，以免耽误时机造成微气象对输电线路的损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制领域，尤其涉及一种应用于输电线路的微气象监测、报警装置。
背景技术
微气象是指由于下垫面的某些构造特征所引起的近地面大气层中和上层土壤中的小范围气候特点。微气象的气候特点一般表现在个别气象的数值上，比如一些特殊的地形因素在局部小区域如峡谷、山口产生的飓风、冻雨等气象。微气象的气候环境与周边的环境有明显的差别。微气象的环境经常会影响输电线路的正常运行，有些甚至严重损坏输电线路，造成巨大的经济损失。
随着我国国民经济的飞速发展，对电力系统的安全稳定运行提出了越来越高的要求。我国地域辽阔，地理环境复杂多变，气候条件相差甚远，随着电网的不断扩大，气象因素对电网的影响也日显突出。越来越多的输电线路穿越复杂的地形，而这些复杂的地形通常具有特殊的地理环境，在小范围内具有微气象的气候环境。近年来，在输电线路设计及运行中，由于对微气象的认识不足，调查研究及掌握资料不够，在峡谷、山口、风水岭等特殊地形地段，由于大风和覆冰引起的电网故障时有发生。因此，对复杂地理环境产生的微气象进行有效的监测，根据监测的气象数据对输电线路进行提前干预或采取相应措施预防微气象对输电线路的损坏，对输电线路能够正常运行，保证电力系统的安全稳定具有重要的作用。
目前，经常使用的微气象监测装置，只具有微气象数据采集的功能，而不具有微气象数据分析的功能，因此，要想根据监测的气象数据对输电线路进行提前干预或安排，预防微气象对输电线路的损坏，还需要根据采集的气象数据进行人工分析，从而增加了监测成本，降低了工作效率，延迟了采取提前预防措施的时间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种应用于输电线路的微气象监测、报警装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种应用于输电线路的微气象监测装置，包括:
传感器组、数据采集装置、通信装置、远程控制器和供电装置；
所述传感器组、所述数据采集装置和所述通信装置分别与所述供电装置连接；
所述数据采集装置包括数据处理器、数据存储器和数据设置器；
所述数据处理器的输入端与所述传感器组的输出端、所述数据设置器的输出端相连接，所述数据处理器的输出端与所述数据存储器的输入端相连接；
所述数据存储器的输出端通过所述通信装置与所述远程控制器的输入端相连接；
所述数据设置器的输入端通过所述通信装置与所述远程控制器的输出端相连接。
进一步地，所述数据采集装置还包括时钟，所述时钟与所述数据处理器的输入端相连接。
具体地，所述传感器组包括：温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器和气压传感器中的至少一种。
具体地，所述通信装置为GPRS无线通信装置。
具体地，所述远程控制器为智能手机或能够进行数据监控的设备。
具体地，所述供电装置为太阳能供电装置。
一种应用于输电线路的微气象监测报警装置，包括上述应用于输电线路的微气象监测装置，上述应用于输电线路的微气象监测装置中的所述数据采集装置还包括报警器，所述报警器的输入端与所述数据处理器的输出端相连接，所述报警器的输出端通过所述通信装置与所述远程控制器的输入端相连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的微气象监测、报警装置，可以实现对监测到的微气象数据值和在远程控制器中设置的微气象阈值的比较分析，得到微气象情况是否正常的结果，当该装置得到的比较结果为监测到的微气象数据值超过微气象阈值时，则需要采取措施，预防微气象对输电线路的损坏，由于该装置具有在监测数据的同时为用户提供了微气象情况是否安全的判断结果的功能，因此，极大的降低了微气象的监测成本，提高了工作效率，并保证了能够及时采取预防措施，以免耽误时机造成微气象对输电线路的损坏。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的一种应用于输电线路的微气象监测装置结构示意图；
图2是本实用新型实施例二提供的一种应用于输电线路的微气象监测装置结构示意图；
图3是本实用新型实施例三提供的一种应用于输电线路的微气象监测报警装置结构示意图；
图4是本实用新型实施例四提供的一种应用于输电线路的微气象监测报警装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种应用于输电线路的微气象监测装置，包括：
传感器组、数据采集装置、通信装置、远程控制器和供电装置；
所述传感器组、所述数据采集装置和所述通信装置分别与所述供电装置连接；
所述数据采集装置包括数据处理器、数据存储器和数据设置器；
所述数据处理器的输入端与所述传感器组的输出端、所述数据设置器的输出端相连接，所述数据处理器的输出端与所述数据存储器的输入端相连接；
所述数据存储器的输出端通过所述通信模块与所述远程控制器的输入端相连接；
所述数据设置器的输入端通过所述通信模块与所述远程控制器的输出端相连接。
本实用新型实施例提供的装置是对于微气象的监测。目的是为了保证能够根据监测结果提前及时采取预防措施，以免微气象对输电线路造成损坏。
本实施例中，数据处理器采用TI公司推出的16位RISC系列高性能单片机MSP430F149,该单片机具有60K的Flash、2K的RAM、8通道采样率为200K的12位A/D转换器、硬件乘法器、2个带有大量捕获/比较寄存器的16位定时器和看门狗等外围模块。
本实施例中，传感器组包括：温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器和气压传感器中的至少一种。
其中，温度传感器可以选用数字式温度传感器AD7416。AD7416内部采用10位逐次逼近型模/数转换器，典型的温度转换时间为400μs，分辨率可达0.25℃，测量范围为-40～125℃，最低功耗可达1.2μW，采用I2C总线进行数据传输，并且具有过温保护和采样放错机制。
湿度传感器可以选用HS1101电容式湿度传感器，它是基于独特工艺设计的电容元件，将HS1101置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中，所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再A/D转换为数字信号。
风速传感器可以选用CS3144霍尔开关集成电路，它是运用半导体集成电路技术制造出的磁场敏感电路，其输入的是磁场感应强度，输出的是数字电压信号。为测量风速，选用三风杯式风速组件，在风杯的旋转体上加上小磁钢，其磁场适合于被霍尔传感器接收，最后传送到主控单元单片机的I/O口。
风向传感器可以选用增压式光电编码器CHA3806，增压式光电编码器一般输出A，B，Z三路脉冲信号，Z信号主要用于同步或调零，A、B信号包含了被测对象的旋转方向、旋转速率等信息。在光电编码器的旋转轴上加上很大的风向标，当风向标角度变化时，光电编码器就会发出A、B两路相位差90°的数字脉冲信号。当角度为正转时A超前B为90°，反转时则B超前A为90°。输出的数字脉冲信号的个数和角度位移量的关系为正比。因此，通过对脉冲信号计数就能计算出相应的角位移量。
气压传感器可以采用气压传感器ASDX015,气压传感器采集模拟信号,并将模拟电压传入主控单元单片机,通过单片机的A/D转换模块将模拟信号转化为数字信号,所以将其连接在单片机具有A/D转换功能的引脚上。
本实施例中，通信装置采用GPRS无线通信装置。该GPRS无线通信装置采用本领域的常规技术实现。
本实施例中，远程控制器为智能手机或能够进行数据监控的设备，其中，能够进行数据监控的设备采用本领域的常规技术实现。
本实施例中，供电装置为太阳能供电装置，该太阳能供电装置采用本领域的常规技术实现。
该装置中的传感器组、数据采集装置、通信装置、和供电装置可以集中安装在一个容器中，使用时直接安装在微气象监测点，而远程控制器可以远离微气象监测点。
在实际使用过程中，
供电装置为传感器组、数据采集装置和通信装置供电；
温度传感器监测微气象的温度值、湿度传感器监测微气象的湿度值、风速传感器监测微气象的风速值、风向传感器监测微气象的风向值和气压传感器监测微气象的气压值；
数据处理器采集上述各传感器监测到的微气象的温度值、微气象的湿度值、微气象的风速值、微气象的风向值和微气象的气压值中的至少一种。如本领域的技术人员可以理解的，数据处理器采集到的微气象数据种类越多，越能够反映微气象的真实情况，越有利于提高最后得到分析结果的准确性。
数据处理器将采集到的微气象的温度值、微气象的湿度值、微气象的风速值、微气象的风向值和微气象的气压值中的至少一种储存到数据存储器中，并通过通信装置将微气象值传输至远程控制器，远程控制器可以通过设置的显示器将上述温度值、湿度值、风速值、风向值和气压值中的至少一种进行显示。
另外，本实施例中，为了能够对微气象进行分析，判断其是否正常，是否会对输电线路造成损失，可以根据实际情况，参考历史气象数据，在远程控制器进行微气象阀值的设置和修改。设置和修改好的微气象阈值可以通过微气象通信装置传输至数据设置器，数据处理器采集到数据设置器中的微气象阈值后，可以将该阈值和采集到的微气象数据值进行分析比较，并将比较结果存储在数据存储器中，最后，可以通过微气象通信模块将该比较结果传输至远程控制器并进行显示。工作人员可以根据该比较结果判断微气象是否正常，如果异常，则可以提前采取措施，避免微气象对输电线路造成损坏。
由于季节不同，微地形不同，所形成的微气象也应该不同，因此，根据季节和微地形的变化，设置不同的微气象阀值对于得到准确的判断结果具有非常重要的意义。
通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型提供的微气象监测装置，可以实现对监测到的微气象数据值和在远程控制器中设置的微气象阈值的比较分析，得到微气象情况是否正常的结果，当该装置得到的比较结果为监测到的微气象数据值超过微气象阈值时，则需要采取措施，预防微气象对输电线路的损坏，由于该装置具有在监测数据的同时为用户提供了微气象情况是否正常的判断结果的功能，因此，极大的降低了微气像的监测成本，提高了工作效率，并保证了能够及时采取预防措施，以免耽误时机造成微气象对输电线路的损坏。
另外，本实用新型实施例提供的微气象监测装置，由于微气象数据采集模块可以集成在一块电路板上，从而使得该装置集成度高，整体上体积小，占用空间小。因此，与现有技术中使用的传感器数量多，整体体积大的微气象监测装置相比，适于在峡谷、山口、风水岭等区域狭窄的地形中使用。同时，由于本实用新型实施例提供的微气象监测装置价格低，因此，与现有技术中使用的价格高的进口产品相比，可以提高设置密度，增加监测站点数量，弥补目前气象部门覆盖区域广，监测站点少，并且监测站点靠近行政区域，不能准确的反应微气象监测点的真实微气象的情况。
实施例二
如图2所示，本实施例提供的一种应用于输电线路的微气象监测装置，其中，数据采集装置还包括时钟，时钟与数据处理器的输入端相连接。
在实际使用时，数据处理器采集微气象传感器组监测的微气象数据，同时采集时钟输出的时间，并将微气象数据和时间存储在数据存储器中。
通过在该装置中增加时钟，且数据处理器同时采集微气象传感器组监测的微气象数据和时间，从而可以监测在不同时间的微气象数据，更有利于对微气象情况进行判断。
其他的结构及其作用同实施例一，在此不再赘述。
实施例三
如图3所示，本实施例提供的一种应用于输电线路的微气象监测报警装置，包括实施例一所述的应用于输电线路的微气象监测装置，应用于输电线路的微气象监测装置中的数据采集装置还包括报警器，报警器的输入端与数据处理器的输出端相连接，报警器的输出端通过通信装置与所述远程控制器的输入端相连接。
在实际使用时，当微气象数据值超出所述阈值时，数据处理器会触发报警器发出报警信息；报警信息通过微气象通信装置传输至远程控制器。
通过增加报警器，可以更好的实现对微气象异常情况的监测，从而更好的保护输电线路免受异常微气象的影响。
其他的结构及其作用同实施例一，在此不再赘述。
实施例四
如图4所示，本实施例提供的一种应用于输电线路的微气象监测报警装置，包括实施例二所述的应用于输电线路的微气象监测装置，应用于输电线路的微气象监测装置中的数据采集装置还包括报警器，报警器的输入端与数据处理器的输出端相连接，报警器的输出端通过通信装置与所述远程控制器的输入端相连接。
在实际使用时，当微气象数据值超出所述阈值时，数据处理器会触发报警器发出报警信息；报警信息通过微气象通信装置传输至远程控制器。通过增加报警器，可以更好的实现对微气象异常情况的监测，从而更好的保护输电线路免受异常微气象的影响。
其他的结构及其作用同实施例二，在此不再赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种应用于输电线路的微气象监测装置，其特征在于，包括:
传感器组、数据采集装置、通信装置、远程控制器和供电装置；
所述传感器组、所述数据采集装置和所述通信装置分别与所述供电装置连接；
所述数据采集装置包括数据处理器、数据存储器和数据设置器；
所述数据处理器的输入端与所述传感器组的输出端、所述数据设置器的输出端相连接，所述数据处理器的输出端与所述数据存储器的输入端相连接；
所述数据存储器的输出端通过所述通信装置与所述远程控制器的输入端相连接；
所述数据设置器的输入端通过所述通信装置与所述远程控制器的输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的应用于输电线路的微气象监测装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括时钟，所述时钟与所述数据处理器的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的应用于输电线路的微气象监测装置，其特征在于，所述传感器组包括：温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器和气压传感器中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的应用于输电线路的微气象监测装置，其特征在于，所述通信装置为GPRS无线通信装置。
5.根据权利要求1所述的应用于输电线路的微气象监测装置，其特征在于，所述远程控制器为智能手机或能够进行数据监控的设备。
6.根据权利要求1所述的应用于输电线路的微气象监测装置，其特征在于，所述供电装置为太阳能供电装置。
7.一种应用于输电线路的微气象监测报警装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的应用于输电线路的微气象监测装置，所述应用于输电线路的微气象监测装置中的所述数据采集装置还包括报警器，所述报警器的输入端与所述数据处理器的输出端相连接，所述报警器的输出端通过所述通信装置与所述远程控制器的输入端相连接。
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