輸電技術論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇輸電技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

1.1直流輸電系統構成

糯扎渡直流輸電系統的構成主要由整流站（普洱換流站）、逆變站（江門換流站）和直流輸電線路構成，江門換流站在糯扎渡工程中必要時也可作為整流站向云南普洱換流站送電，實現功率反送。直流輸電工程有雙極方式、單極大地回線方式、單極金屬回線方式、單極雙導線并聯大地回線方式等多種運行方式，糯扎渡直流工程采用雙極（正極和負極）兩端中性點接地方式，利用正負兩極導線和兩端換流站的正負兩極相連，構成直流側閉環回路。兩端接地極所形成的大地回路，可作為輸電系統的備用導線，正常運行時，直流電流的路徑為正負兩根極線。正負兩極在地回路中的電流方向相反，地中的電流為兩極電流的差值。兩極中的任一極均能構成一個獨立的運行單極輸電系統（如糯扎渡工程2013年9月3日投運的極2閥組2系統）。

1.212脈動換流器

江門換流站采用的12脈動換流器是由兩個6脈動換流器在直流側串聯而成，其交流側通過換流變壓器的網側繞組并聯。換流變壓器的閥側繞組一個為星形接線，另一個為三角形接線，從而使得兩個6脈動換流閥的交流側得到相位相差30°的換相電源。12脈動換流器由V1-V12共12個換流閥組成，在每一個工頻周期內有12個換流閥輪流導通，它需要12個與交流系統同步的間距為30°的按序觸發脈沖。12脈沖換流器的優點之一就是其直流電壓的質量好，所含諧波成分少。其直流電壓為兩個換相電壓相差30°的6脈沖換流器的直流電壓之和，在每個工頻周期內有12個脈動數，稱為12脈動換流器。直流電壓中僅含有12k次的諧波，而每個6脈動換流器直流電壓中含有6（2k+1）次諧波，因此彼此的相位相反而相互抵消，有效的改善了直流側的諧波性能。12脈動換流器的另一個優點是其交流電流質量好，諧波成分少。交流電流中僅含12k+1次諧波，每個6脈動換流器交流電流中的6（2k-1）次諧波在兩個換流變壓器之間環流，不進入交流電網，12脈動換流器的交流電流中不含這些諧波，有效的改善了交流側的諧波性能。

1.3換流閥

換流閥作為“心臟”存在于直流輸電系統中，江門換流站換流閥采用400+400kV配置，0-400kV為低端閥廳，400-800kV為高端閥廳，當直流輸電線路電壓升至800kV時，高、低端閥廳同時投運，如果任何一個閥廳出現問題，另一個橋可在400kV的電壓下繼續運行，此時輸電線路電壓為400kV。每個12脈動橋包括2個串列的6脈動橋。每個6脈動橋包括3個200kV直流電壓的雙重閥塔，每個雙重閥塔由2個單閥組成，單閥由2個晶閘管組件組成，每個雙重閥塔包含4個晶閘管組件。一個晶閘管組件包括兩個閥段，每個閥段由15個晶閘管單元、一臺閥電抗器（限制晶閘管開通時電流突增和關斷狀態下瞬態dU/dt）、一臺均壓電容（均衡閥塔內電壓、為RPU提供電源）組成。一個晶閘管單元包括晶閘管、TVM、直流均壓電阻（均衡晶閘管上的電壓）、阻尼電阻（減少阻尼電容和電感引起的震蕩，承擔阻尼電容電流）、阻尼電容（吸收晶閘管關斷時的沖擊電壓）等元件。

1.4閥基電子（VBE）

閥基電子（VBE）設備：對換流閥晶閘管進行觸發與監視，將各閥連接至控制和保護系統，包括晶閘管控制與監視系統（TC&M）模塊，光發射和接收模塊，控制保護恢復模塊（RPU），電源模塊和接口。晶閘管控制與監視系統（TC&M）：接收來自極控制盒保護的信號，將這些信號轉換成觸發晶閘管的脈沖和對每個閥段內的控制脈沖，這些脈沖通過光發射板或RPU接口板轉換為光脈沖，通過光纜送到每只晶閘管和RPU。光發射板：從TC&M接收信號，將其轉換為觸發光脈沖。光接收板：接收每個TVM的回報信號，將信號傳送到TC&M系統。晶閘管電壓檢測（TVM）：檢查晶閘管的閉鎖能力、檢測晶閘管能否開通、檢測晶閘管導通結束時刻、檢測晶閘管的過電壓保護電路是否能夠正常工作。反向恢復保護單元（RPU）：每個閥段有一塊RPU板，RPU板串聯到閥組件均壓電容上，RPU板工作電源取自均壓電容兩端，晶閘管關斷且處于反向恢復時，VBE發送信號，如果RPU監測到閥段上正向電壓的上升速率超過允許值，就會向該閥組件中的MSC發出觸發光脈沖，控制閥段內所有晶閘管的導通。多路星形光耦合器（MSC）：每個晶閘管組件安裝有一臺多路星形耦合器MSC，MSC包含兩個單元，一個單元對應一個閥段，MSC接收三路激光二極管發出的光脈沖，并均勻發送到與其相連的光觸發晶閘管。

2結束語

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關鍵詞：10kV；電力系統；電纜故障；故障診斷

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A

1概述

10kV電力系統的電力電纜的穩定可靠運行，對于廣大地區的電力供應，有著直觀重要的作用。10kV電力系統的電纜在運行中一旦發生故障，則直接影響到千家萬戶的正常用電，同時對社會經濟、商業等也會造成嚴重損失。因此，如何確保10kV電力系統運行中電力電纜的穩定可靠的運行，是供電單位需要重點解決的技術問題之一。

鑒于此，本論文結合10kV電力系統在實際運行中經常出現的故障類型，詳細探討了10kV電力系統運行中電纜故障的類型，并結合具體的故障診斷技術深入探討電纜的維護，給出具體的維護建議和措施，以期能夠對10kV電力系統電纜的穩定可靠運行提供可供借鑒和指導的技術和方法，并以此和廣大同行分享。

2 10kV電力系統電纜常見故障類型分析

（1） 短路故障

通常來說，導致輸電線路發生短路故障的原因主要有以下幾個：

①線弧垂大，兩根導線由于風力作用擺動而發生相碰或者是絞線，從而發生短路故障；

②由于外力作用或者是人為誤操作，使得導電體連接兩根輸電線路之間，從而發生短路故障；

③由于兩根導線之間的絕緣層被擊穿，也會發生短路故障。

（2） 斷路故障

輸電線路在某處發生斷路，導致電路回路不通，就是常說的斷路故障。斷路容易使得輸電線路在斷口處發生電弧現象，進而引發電力事故。

通常來說，導致輸電線路發生斷路故障的原因主要有配電低壓側一相保險絲熔斷；架空輸電線路的一相導線因故斷開；導線接頭接觸不良或燒斷；外力作用造成一相斷線等。

（3） 接地故障

接地故障就是指輸電線路因為偶然或者人為誤操作而接觸大地大導體而發生的故障。通常由于導線斷開，一端導線落地，或者由于外力作用破壞導線造成導線落地等因素，接地故障會造成輸電線路對周圍導體放電，存在嚴重的安全隱患。

3 10kV電力電纜故障診斷技術應用探討

3.1 故障診斷原因分析

對于上述的各種常見的電力電纜故障，造成這些故障的原因是多方面，有內部原因，也有外部因素，因此在分析故障原因是，需要針對具體故障類型有針對性的進行分析?？傮w上來說，電力電纜發生上述故障的原因主要有以下幾個方面：

（1）機械損傷（2）材料缺陷（3）絕緣老化（4）違規操作

3.2 10kV電力電纜故障診斷方法分析

結合上文分析的電纜常見故障診斷原因，就可以有針對性的進行故障診斷。目前10kV電力系統中針對電纜故障實施的故障診斷技術方法，在具體實施時可以按照如下步驟進行故障診斷：

（1） 故障定性

當電力電纜發生故障時，首先可以分析故障的原因，從而為故障定性，究竟是短路故障還是斷路故障。

（2） 故障點初步定位

在得出電力電纜故障的性質后，就可以對故障點進行初步定為，通常采用的方法有電橋法和脈沖反射法。傳統的故障初步定為是將高阻故障燒穿后變為低阻故障，然后運用電橋法或者脈沖反射法，利用電橋平衡電壓或者脈沖的反射頻率快速得到故障發生的大致位置。

（3） 故障點的精確定位

在故障初步定位的基礎上，利用聲測法或者音頻電流感應法就能夠實現對故障的精確定位。聲測法實質上是利用了故障點被擊穿后放電引起聲波震動的原理實現故障點的定位；而音頻電流感應法是利用外源發出固定頻率的音頻電流信號，通過專有設備檢測音頻電流周圍分布的電磁場的強弱，從而實現對故障點的精確定位。

3.3 10kV電力電纜運行維護建議

（1） 實施狀態維修管理模式

對電力電纜實施狀態維修，通過定期監測電力電纜的狀態，對其受潮、老化、絕緣等狀態進行監測，給出電力電纜的狀態評估，從而將電纜的維修提前至故障發生之前，將故障扼殺在萌芽中，能夠有力的提高電力電纜運行的穩定性和可靠性，同時對于大幅降低電力電纜故障診斷成本具有很好的意義。

（2） 發展新型智能電力故障診斷技術

輸電線路故障診斷技術目前主要是借助于專家系統實現輸電線路故障的識別與診斷的。專家系統也是目前應用最為廣泛和成功的人工智能技術之一。借助于專家系統，提前將輸電線路可能發生的各種類型的故障特征錄入專家系統，然后對輸電線路設定門檻值，一旦輸電線路的特征值達到預先設定的門檻值，且某種邏輯關系成立，則系統判定為發生故障，并根據系統預先設定的故障碼給出故障診斷結果，這就是專家系統實現故障診斷的基本原理。目前人工智能也發展出了其他分支，諸如模糊診斷、神經網絡診斷等等，相較于傳統的單一的專家系統實現的輸電線路故障診斷模式而言，人工智能技術實現的故障診斷技術顯然具有更加廣闊的應用前景。

結語

電力電纜是電力系統中的重要組成部分，對于電力系統的安全、穩定可靠運行，具有舉足輕重的意義，尤其是對于10kV電力系統運行中的電纜而言，其故障直接影響到了千家萬戶的正常生活，所以供電單位和電力檢修單位對于10kV電力系統中的電力電纜的維護還是很重視的。本論文主要從常見的故障診斷切入，詳細探討了10kV電力系統運行中的電纜常見的故障類型及其診斷方法，對于提高電力電纜的穩定運行，以及提高10kV電力系統中電纜故障診斷應用水平具有很好的理論指導意義。當然，10kV電力系統在實際運行中，還有可能發生其他類型的故障，本論文限于篇幅，不可能逐一探討，更多的故障診斷技術的應用有待于廣大電力工程技術人員的共同努力，才能夠最終實現我國電力電纜故障診斷技術及其應用水平的不斷提高。

參考文獻

[1] 華欣.電氣設備絕緣在線監測芻議[J].四川電力技術，2001，（2）：49-52.

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1 GPS—RTK系統的基本組成

GPS—RTK系統主要由基準站和流動站組成，其中基準站由GPS接收機、電臺、調制解調器、基準站手薄、接收機天線盤、基座、電臺天線、三腳架、蓄電池等組成;流動站主要有流動GPS接收機、手薄、手薄托桿、接收機天線盤、背包等組成。在進行GPS—RTK測量時，要保證測量設備能同時接收5顆GPS衛星信號，并且能同時接收GPS衛星信號和基準站差分信號。

2 GPS—RTK技術的基本原理

采用GPS—RTK技術進行定位時，需要基準站和流動站緊密的進行配合，基準站將測站的已知數據和觀測值利用數據鏈傳送到流動站，流動站接收到基準站的信息后，會在系統中，和采集的GPS觀測數據進行對比處理，然后得出精確的定位結果。整個過程十分快捷，能在幾分鐘甚至幾秒內完成，并且定位精度能達到厘米級。GPS—RTK技術定位的關鍵是數據傳送和數據處理，隨著科技的不斷進步，GPS—RTK技術的數據傳輸和處理將會越來越先進，而GPS—RTK技術的應用也會越來越廣泛。

3 GPS—RTK技術在高壓輸電線路測量中的優勢

及不足

3.1 GPS-RTK技術在高壓輸電線路測量中的優勢

GPS—RTK技術的測量效率很高，在傳統的輸電線路測量過程中，需要先確定平面位置，然后在進行高程測量，將GPS—RTK技術應用在高壓輸電線路測量中，可以利用GPS—RTK技術的三維坐標信息，不需要進行中平測量，極大的提高了輸電線路的測量效率。RTK技術測量覆蓋面很廣，一般情況下，一個參考站能覆蓋10 km，在整個線路中，只需要設置好首級控制網，就能覆蓋整條線路，在測量放樣過程中，只需要控制好首級點的坐標，就能隨時進行中線放樣，不需要擔心由于一些重要點丟失，對整條線路的測量造成困難。RTK技術的測量精度很高，首級網和中線可以直接進行聯系，不會積累誤差的現象，能有效地提高測量精度。GPS—RTK技術在高壓輸電線路勘測中基本實現了智能化、自動化數據處理，極大的提高了測量作業的工作效率，降低了測量人員的勞動強度，降低了測量費用。

3.2 GPS—RTK技術在高壓輸電線路測量中的不足

在進行GPS—RTK測量時，測量結果可能受到衛星可見度的影響，并且外界干擾也會對測量結果造成一定程度的影響，同時采用GPS—RTK技術進行高壓輸電線路測量時，需要提供合理的電源。由于很多高壓輸電線路會通過山區，而山區的測量條件比較差，采用GPS—RTK技術勘測時，要根據實際情況，選用合理的觀測時段和觀測點，從而保證獲得良好的觀測效果。

4 GPS—RTK技術在高壓輸電線路測量中的應用

4.1 測繪中小比例尺地形圖

一般情況下，高壓輸電線路的選線設計往往會使用

1？誜5 000的比例尺或1？誜10 000的地形圖上進行，對于這些中小比例尺地形圖，如果使用航測方法進行成圖，需要建立控制網，并進行航空攝影，然后在進行測量、外業調繪，最后還需要在野外進行信息采集，并在測量站中進行地形圖編輯。這種成圖方法的干擾因素很多，工作步驟也比較繁多，成圖時間比較長，對線路的選線設計有很大的影響。如果采用GPS—RTK技術，只需要在野外采集局部點的數據及相關信息，就能在現場編輯地形圖，這種方法成圖速度快，操作簡單，極大地降低了成圖的難度。一般情況下，當高壓輸電線路小于100 km時，常采用GPS—RTK技術進行地形圖測量。

4.2 定位測量和定線測量

當地形圖測量完成后，工作人員就能在地形圖中將高壓輸電線路的走向繪制出來，并初步確定轉角塔的位置，然后勘測人員會根據塔位坐標進行定位測量和定線測量。為保證控制點能用于統一的坐標系中，在測量高壓輸電線路時，勘測人員會利用過去的控制點求解某一區域的轉換參數。在測量前對測量區域進行點校正，基準站校正點坐標的獲取方法有兩種：

①直接利用已知的靜態數據，將校正點坐標輸入手薄中進行求解。

②將儀器設置基準站上，從手薄中讀取出基準站的校正點坐標，然后將流動站設置控制點上，采集到校正點的坐標。

在測量過程中，勘測人員要將校正參數記錄在手薄中，從而對其他控制點進行校正。

4.2.1 定位測量

勘測人員可以根據塔位坐標，利用GPS—RTK技術的定位功能，將塔位點的坐標輸入手薄中，GPS—RTK系統就會自動將塔位的實際位置顯示出來，在測量過程中，勘測人員可以利用手薄上的收斂值，對放樣點的定位精度進行確定，當點位的精度達到相關要求后，就可以停止觀測，將點位坐標存儲起來。當測量區域沒有干擾時，儀器鎖定5顆GPS衛星后，RTK測量能在5 s內獲得固定解，此時手薄顯示的收斂值能真實的反映定位點;當測量去有一定的干擾時，RTK測量需要幾十秒甚至幾分鐘獲得固定解，此時手薄顯示的收斂值可能存在一定的誤差，這就需要勘測人員認真的采集術數據，并對觀測質量進行認真的審核，從而保證定位點的可靠性。

4.2.2 定線測量

勘測人員可以使用GPS—RTK技術的定線功能，將相鄰兩個轉角塔的坐標輸入手薄中，建立基準線，系統就會顯示一個單位圓和主線，同時還會得出流動站實際位置和主線之間的距離及流動站偏離主線的角度，勘測人員可以根據主線的位置移動流動站，當主線和流動站重合后，就能確定兩個轉角塔之間直線塔的位置。

4.3 斷面圖測量

利用GPS—RTK技術的定線功能，將兩個轉角塔的坐標輸入系統中，根據手薄顯示的結果，找出中線點的位置，然后根據當地的地形特征，每隔一段距離采集一個中線點，然后將采集的信息存儲起來，完成野外數據信息的采集。野外數據信息采集完成后，將采集的信息輸入計算機中， 對這些信息進行整理編輯，就能形成斷面圖。數據輸入計算機的方法有以下三種：

①利用手工輸入法，將原始數據輸入計算機中。

②采用表單輸入法，將原始數據批量輸入計算機中。

③導入法，利用數據連接線，將手薄和計算機連接起來，將原始數據導入計算機中。

在這三種方法中，手工輸入法費時費力，容易出現錯誤，不能用于大的電力工程中;表單輸入法和導入法能對數據[第一論文 網專業提供畢業論文寫作和寫作畢業論文論文的服務，歡迎光臨dylw.neT]進行批量處理，具有比較高的自動化程度，因此，在實際測量中，測量人員要根據實際情況，選擇合理的數據輸入方法，快速、有效地得出斷面圖，從而為高壓輸電線路施工的順利進行提供保障。

5 結 語

GPS—RTK技術具有測量精度高、測量效率高、覆蓋面廣等優點，將其應用在高壓輸電線路測量中，能有效地提高測量質量，為高壓輸電線路的施工質量提供保障，因此，在實際測量中，要合理使用GPS—RTK技術，促進電力行業的快速發展。

參考文獻：

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論文摘要：電力電子技術正在不斷發展，新材料、新結構器件的陸續誕生，計算機技術的進步為現代控制技術的實際應用提供了有力的支持，在各行各業中的應用越來越廣泛。電力電子技術在電力系統中的應用研究與實際工程也取得了可喜成績。

1前言

電力電子技術是一個以功率半導體器件、電路技術、計算機技術、現代控制技術為支撐的技術平臺。經過50年的發展歷程，它在傳統產業設備發行、電能質量控制、新能源開發和民用產品等方面得到了越來越廣泛的應用。最成功地應用于電力系統的大功率電力電子技術是直流輸電（HVDC）。自20世紀80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。本文介紹了電力電子技術在發電環節中、輸電環節中、在配電環節中的應用和節能環節的運用。

2電力電子技術的應用

自20世紀80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。已有不少文獻介紹和總結了相關設備的基本原理和應用現狀。以下按照電力系統的發電、輸電和配電以及節電環節，列舉電力電子技術的應用研究和現狀。

2.1在發電環節中的應用

電力系統的發電環節涉及發電機組的多種設備，電力電子技術的應用以改善這些設備的運行特性為主要目的。

2.1.1大型發電機的靜止勵磁控制

靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結構簡單、可靠性高及造價低等優點，被世界各大電力系統廣泛采用。由于省去了勵磁機這個中間慣性環節，因而具有其特有的快速性調節，給先進的控制規律提供了充分發揮作用并產生良好控制效果的有利條件。

2.1.2水力、風力發電機的變速恒頻勵磁

水力發電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當水頭的變化幅度較大時（尤其是抽水蓄能機組），機組的最佳轉速變隨之發生變化。風力發電的有效功率與風速的三次方成正比，風車捕捉最大風能的轉速隨風速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機組變速運行，通過調整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應用的技術核心是變頻電源。

2.1.3發電廠風機水泵的變頻調速

發電廠的廠用電率平均為8%，風機水泵耗電量約占火電設備總耗電量的65%，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風機水泵的變頻調速，可以達到節能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟，國內外有眾多的生產廠家，并不完整的系列產品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產能力的企業不多，國內有不少院校和企業正抓緊聯合開發。

2.2在輸電環節中的應用

電力電子器件應用于高壓輸電系統被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網的穩定運行特性。

2.2.1直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDCLight）技術

直流輸電具有輸電容量大、穩定性好、控制調節靈活等優點，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯網，高壓直流輸電擁有獨特的優勢。1970年世界上第一項晶閘管換流器，標志著電力電子技術正式應用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。

2.2.2柔流輸電（FACTS）技術

FACTS技術的概念問世于20世紀80年代后期，是一項基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節的輸電技術，可實現對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統的穩定水平。

20世紀90年代以來，國外在研究開發的基礎上開始將FACTS技術用于實際電力系統工程。其輸出無功的大小，設備結構簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應用。2.3在配電環節中的應用

配電系統迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質量。電能質量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態的波動和干擾。電力電子技術和現代控制技術在配電系統中的應用，即用戶電力（CustomPower）技術或稱DFACTS技術，是在FACTS各項成熟技術的基礎上發展起來的電能質量控制新技術?？梢詫FACTS設備理解為FACTS設備的縮小版，其原理、結構均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發投入和生產成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預期DFACTS設備產品將進入快速發展期。

2.4在節能環節的運用

2.4.1變負荷電動機調速運行

電動機本身挖掘節電潛力只是節電的一個方面，通過變負荷電動機的調速技術節電又是另一個方面，只有將二者結合起來，電動機節電方較完善。目前，交流調速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應用。首先是風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量具有顯著的效果。國外變負荷的風機、水泵大多采用了交流調速，我國正在推廣應用中。

變頻調速的優點是調速范圍廣，精度高，效率高，能實現連續無級調速。在調速過程中轉差損耗小，定子、轉子的銅耗也不大，節電率一般可達30%左右。其缺點主要為：成本高，產生高次諧波污染電網。

2.4.2減少無功損耗，提高功率因數

在電氣設備中，變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保證電能質量不可缺少的部分。在電力系統中應保持無功平衡，否則，將會使系統電壓降低，設備破壞，功率因數下降，嚴懲時會引起電壓崩潰，系統解裂，造成大面積停電事故。所以，當電力網或電氣設備無功容量不足時，應增裝無功補償設備，提高設備功率因數。

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[關鍵詞]輸電線路桿塔傾斜監測系統　zigbee和GSM技術

一、選題背景及其意義

隨著科技進步及工農業的現代化發展，用電量大幅上升，對電網供電安全性、可靠性提出了越來越高的要求。架空高壓輸電線路是電力系統的動脈，其運行狀態直接決定電力系統的安全和效益。目前我國對線路等的檢測經驗還較少，還沒有相應的國家標準。另外隨著近年來煤礦的大量開采造成形態各異的地下采空區，引起地面沉降、斷裂等一系列工程地質災害，這些采空塌陷區，大多分布廣，延伸遠，可造成地表輸電線路基礎傾斜、開裂、桿塔變形、傾倒，引起絕緣子串和地線線夾邁步，電氣安全距離不夠等問題，當問題擴大時容易造成倒桿斷線，電氣距離不夠引起跳閘等事故。嚴重威脅輸電線路的安全運行。

本論文設計的輸電線路桿塔傾斜監測系統，在桿塔發生異常時，能夠及時向管理中心匯報相關數據。該系統對于處在采空區的線路桿塔可以進行全天候的監測，能夠及時準確的測量由于地面沉降等原因造成的桿塔傾斜角度，當桿塔順線路或橫線路傾斜角度超過預定報警值時，系統可發出報警信息，使工作人員能夠及時處理危情，并且大大的減少了人工的巡視次數，提高了桿塔的安全系數。

二、國內外研究動態

近年來，隨著經濟的發展和社會的進步，越來越多基于網絡化、模塊化、智能化的系統應用在電網中。但目前我國電網智能化僅處于剛剛起步的階段，尤其在運行狀態檢測環節上，和世界上先進發達國家的技術還有較大的差距。同時鐵搭運行狀態的穩定，是輸電環節中的重中之重，因此應研究一套較為合理的桿塔運行狀態監控系統，來保證輸電環節的穩定。

目前國內已涉及線路監測系統的研究，例如高壓輸電線路絕緣子帶電檢測、桿塔故障在線監測、桿塔傾斜測量等。國外在這方面也有較多的研究。該系統采用移動通信網絡作為數據傳送媒介，為系統的數據傳輸提供更加簡捷、便利的手段。

三、主要研究內容

本論文主要研究桿塔傾斜測量技術，傳輸線路周圍的溫度、濕度、氣候檢測，無線網絡數據遠程通訊方面的研究。

本文研究的主要內容如下：1、分析研究了傾角傳感器的工作原理、GSM技術的工作原理，制定了監測儀設計的硬件和軟件總體流程。2、根據監測儀設計方案，選擇了該設計中的主要器件。包括傾角傳感器的選擇、GSM通信模塊的選擇、太陽能蓄電池的選擇等。充分體現了監測儀設計中低成本和低功耗的要求。3、設計了硬件電路，包括微控制器ATmega64A的最小系統、電源電路、通信電路、電壓電流轉換電路等。4、實現了軟件設計，包括系統初始化、A／D信號采集部分程序、按鍵中斷程序等。5、在整體設計中，采取軟件和硬件的方式，增強監測儀的抗干擾性和穩定性。6、通過EMC電磁兼容實驗等驗證了監測儀的穩定性和可行性。

四、研究方案及難點

整個系統的工作過程為：數據采集主模塊根據監控中心設置好的采樣間隔，定期產生數據采集命令發送到ZigBee主節點，然后由ZigBee主節點將數據采集命令廣播給其他ZigBee子節點，ZigBee子節點再將數據采集命令發送給自己的數據采集模塊，數據采集模塊接到命令后，開始進行傾角、絕緣子拉力以及風向、風速、電源電壓等數據的采集。

采集完成之后再發送給ZigBee模塊，然后通過各ZigBee子節點將采集到的數據以接力的方式傳送給ZigBee主節點，ZigBee主節點將各數據采集模塊采集到的數據發送給數據采集主模塊。最后由數據采集主模塊將所有數據通過串口發送給GSM模塊，由GSM模塊將數據通過移動通信網絡發送到監控中心的GSM模塊，再通過串口發給Pc機后臺。最后由Pc機完成數據的處理、存儲和顯示。

該系統的主要模塊功能如下：

1.中央處理器。核心微處理器選用ATmega64A，它是由ATMEL公司推出的一款高性能，低功耗的8位AVR微處理器。最高處理速度可達16MHz，其芯片內部集成了大容量的Flash程序存儲區和功能豐富強大的硬件接口電路。先進的RISC結構，擁有130條指令，大部分指令執行時間為單個時鐘周期。

2.定時時鐘模塊。實時時鐘芯片選用Philips公司生產的串行日歷時鐘芯片PCF8583.該芯片供電電壓范圍寬、功耗小、計時準確。

3.數據采集模塊。在輸電線路桿塔的運行時，數據采集模塊主要進行桿塔傾角數據、絕緣子拉力數據以及風向、風速、氣溫、濕度，電源電壓數據的采集。數據采集模塊為分層次設計，有主輔之分，主模塊除了在完成上述功能以外，還負責將產生的數據采集命令，以及各個節點數據的打包、處理、發送。

4.ZigBee模塊。Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。

5.GSM模塊。GSM模塊，是將GSM射頻芯片、基帶處理芯片、存儲器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨立的操作系統、GSM射頻處理、基帶處理并提供標準接口的功能模塊。

使用ARM或者單片機通過RS232串口與GSM模塊通信，使用標準的AT命令來控制GSM模塊實現各種無線通信功能，它是基于ARM平臺，使用嵌入式系統進行開發。有些GSM模塊具有“開放內置平臺”功能，可以讓客戶將自己的程序嵌入到模塊內的軟件平臺中。

6.監控中心。包括GSM接收模塊和后臺管理軟件，主要完成桿塔運行狀態的實時顯示、數據存儲以及對于數據采集模塊參數的控制。

7.電源模塊。本系統包括太陽能電池板和蓄電池，主要為數據采集模塊、ZigBee模塊和GSM模塊提供電能。

8.設計環境。硬件電路以Protel99SE(sP6)為環境進行設計，機械相關的設計以AutoCAD2006為環境進行；軟件用c語言編寫。

本設計中的桿塔傾角監測系統實現了低成本、低功耗，并采取zigbee及GSM無線通信的技術，實現傾角監測儀與桿塔監控中心的通信。

難點預計出現在傾角計算及程序的設計，再有系統的通信鏈路的安全，可靠；數據庫的安全，主要是權限管理和數據備份。

五、預期成果和可能的創新點

文章論述的鐵塔傾斜實時監測系統測量精度高、實時性好、運行成本低。該系統在實際運行過程中擁有較強的可靠性、穩定性具備在惡劣的環境下持續正常工作的能力，保證較長的使用壽命；系統進行操作時，無需記憶復雜的工作指令，應具有美觀有好的人機界面；工作人員可以遠程對系統進行控制、管理、維護，無需人員到現場。系統通過對塔身狀態信息的綜合在線監測，實現了傾角狀態的全記錄并起到預警，告警的功能便于提前采取有效措施，確保電網及通信網絡的安全運行。從實際運行結果看系統是一種有效的監測鐵塔傾斜的系統，有廣闊的應用前景。創新點：為了以后對本系統的功能進行擴展，系統預留一些模擬量輸入接口；通訊方式的擴展，支持短信息。

參考文獻：

[1]劉君華.現代檢測技術與測試監測儀設計[M]西安：西安交通大學出版社，2001

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關鍵詞：全壽命成本；輸電線路設計；設計方法

中圖分類號：TM621.5文獻標識碼：A

一，輸電線路全壽命成本的預測模型

1，預測模型研究流程

對輸電線路全壽命周期成本分析研究的本質是:在輸電線路的設計階段,在系統規劃給定的決策信息條件下,基于輸電線路的一般設計,對輸電線路全壽命周期內的所有成本進行有效地預測,以根據全壽命成本的比較對輸電線路的原有設計進行必要的反饋以改善其設計,使之符合輸電線路建設的全壽命理念要求。

既然本項目是對輸電線路全壽命成本進行先期的預測性研究,因此,應界定輸電線路全壽命成本預測分析基本的前提假設條件,即在設計階段,輸電線路的全壽命成本預測是在輸電線路的正常設計、正常施工及正常運營的情況下進行的,不考慮輸電線路全壽命周期中的不可預測的偶然事件影響。

本文推薦的全壽命成本預測模型研究流程是:在輸電線路部分確定性己知條件下,由常規性設計的經驗,進行輸電線路后續本體的設計假定,從而確定模糊的假設條件,如后續設計部件大約的型號、數量等參數,以此進行輸電線路各個設計過程的全壽命成本計算。

依據輸電線路設計過程進行的輸電線路全壽命成本計算思路，在實質上,無論是在輸電線路哪個設計過程及設計層次,通過已知的確定設計條件及根據設計經驗確定的后續其它部件設計的模糊條件,構成輸電線路一般設計的所有條件,由此,在足夠的設計信息下根據同一分析方法進行同樣的輸電線路全壽命成本計算。

2，全壽命成本表示方法

依據輸電線路的設計過程,在各類確定的及模糊的部件設計條件及設計參數下,其全壽命成本的的現值是與路徑相關的成本現值、導地線的全壽命成本現值、桿塔的全壽命成本現值、基礎的全壽命成本現值、絕緣子的全壽命成本現值、金具的全壽命成本現值、防雷及接地的全壽命成本現值、其它成本的全壽命成本現值等之和。

二，基于全壽命成本的輸電線路設計方法

設計作為輸電線路項目全壽命周期管理的龍頭環節,全壽命周期設計意味著,在設計階段就要考慮到產品壽命歷程的所有環節,以求產品全壽命周期所有相關因素在產品設計階段就能得到綜合規劃和優化。輸電線路設計不僅是設計功能和結構,而且要考慮到電網的規劃、線路本體的設計、線路的施工安裝、線路的運行、維修保養、直到回收處置的全壽命周期過程。

根據全壽命成本的預測分析及輸電線路的分層次設計方法,可建立基于全壽命成本的輸電線路設計方法,其本質是:在系統規劃給定的決策信息條件下,在滿足輸電線路各部件及整體技術性要求的基礎上,通過一般性的設計,對輸電線路全壽命周期內的所有成本進行有效地預測,從而可根據全壽命成本的比較對輸電線路的原有設計進行必要的反饋以改善其設計,使之符合輸電線路建設的全壽命理念要求。該方法的設計流程可見下圖基于全壽命成本的輸電線路“分層循環反饋”設計流程：

由上圖可知,輸電線路的設計是基于全壽命成本的分層次設計,即各個層次的設計均需全壽命成本的循環比較來進行具體設計的選擇,可稱為“分層循環反饋”設計方法。應用本設計方法,輸電線路的設計和全壽命成本的預測是共同進行的,即各個層次的輸電線路設計及全壽命成本預測均是在部分確定的己知條件下,由常規性設計的經驗,進行輸電線路后續本體的設計假定,從而確定模糊的假設條件,如后續設計部件大約的型號、數量等參數,以此進行輸電線路各個設計過程的全壽命成本預測,從而對設計方案的選擇提供全局性的經濟指標。

三，實例分析

本節以導線方案優選舉例說明基于全壽命成本的輸電線路設計方法。

1，前提條件的確定

經過預測模型研究流程分析,架空導地線路全壽命成本的具體分析是在輸電線路路徑已選擇完成的情況下,經過導地線的具體設計已掌握了部分必要的已知條件,它們包括了:輸電線路設計的具體長度；輸電線路路徑的不同地形比例及氣象信息分區；輸電線路經過地區的各類狀況；輸電線路導地線的型號及相應長度；輸電線路導地線的預期設計使用壽命；輸電線路導地線的失效模式及相應的失效概率。

2，成本模型的建立

導地線包括了導線與地線,由于兩者的使用壽命不一致,因而需分別進行建模。導地線成本主要包括了建設成本(即初始材料成本及初始建造成本)、檢測維護成本、維修更換成本、失效成本、線路能耗成本及殘值等。

以某5O0kV輸電線路工程導線方案比選為例,已知該項目的路徑長度為119km,采用雙回路,主要氣象條件為最大風速32m/S,覆冰厚度10mm;系統輸送功率額定為1200MW.通過計算比較發現：是依據本文推薦的“分層循環反饋”設計流程,完全可以精確預測整個項目方案的全壽命成本。

本文推薦的全壽命成本預測模型研究流程是:在輸電線路部分確定性已知條件下,由常規性設計的經驗,進行輸電線路后續本體的設計假定,從而確定模糊的假設條件,如后續設計部件大約的型號、數量等參數,以此進行輸電線路各個設計過程的全壽命成本計算。根據全壽命成本的預測分析及輸電線路的分層次設計方法,可建立基于全壽命成本的輸電線路設計方法一“分層循環反饋”,其本質是:在系統規劃給定的決策信息條件下,在滿足輸電線路各部件及整體技術性要求的基礎上,通過一般性的設計,對輸電線路全壽命周期內的所有成本進行有效地預測,從而可根據全壽命成本的比較對輸電線路的原有設計進行必要的反饋以改善其設計,使之符合輸電線路建設的全壽命理念要求。最終本文以導線方案優選舉例說明基于全壽命成本的輸電線路設計方法。

結語

在輸電線路設計中提出了基于全壽命成本的輸電線路設計方法一分層循環反饋方法。根據輸電線路的確定性已知條件和模糊性假定條件,建立了輸電線路主要部件全壽命成本的分層循環反饋預測模型。該模型通過仿真計算輸電線路全壽命周期內的所有成本,并對輸電線路的設計流程加入反饋功能實現對設計方案的改進,使之符合輸電線路建設的全壽命理念。通過案例分析,證明了基于全壽命成本的分層循環反饋方法切實可行。

參考文獻

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【關鍵詞】廣域網 輸電線路 CLIENT/SERVER

【中圖分類號】TP393.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009―9646(2008)08(b)-0234-01

伴隨著我國經濟的快速發展,電力工業發展迅猛,同時隨著我國電力體制改革的深化,電力用戶的用電意識日益增強,其對電能質量的要求也日益提高。電力用戶要求有安全、持續、穩定的電能供應。而輸電線路是電力系統的重要組成部分,它將發電廠、變電站、配電設備和電力用戶連接成一個有機整體。輸電線路的穩定運行直接關系到供電系統的安全穩定運行和用戶的用電安全以及用電設備穩定的工作。提高輸電線路的運行管理水平,對提高電力系統可靠性、安全性有重要作用。必須利用現代計算機網絡技術建立生產MIS系統,加速生產數據信息的處理、交換和共享,這是供電企業提高生產管理水平的必由之路。

國內外針對輸電線路管理系統方面開發的產品眾多,但是由于管理目標和實際情況不同,都存在一些問題和不足。有的輸電線路管理系統由于采用的是基于三維GIS的平臺,資料管理員需要直接維護地理信息資料,這就加大了管理員工作量。這使得基于GIS平臺的輸電管理系統在實際應用中面臨許多困難和問題。同一供電單位不同部門之間不能實現信息共享,以致信息傳遞仍然要靠傳統的方式通過報表來傳送。為了解決以上問題,使電力管理部門提高線路運行管理水平,就需要開發一套能夠運用于市、縣、區各級供電局、省網公司各個級別部門的輸電線路信息管理系統,使電力生產的輸電管理工作標準化、規范化,滿足電力工業發展的需要。

1 系統總體結構

本系統采用C/S三層結構,實現數據庫服務器,應用服務器和客戶端的分離。三層結構將數據處理過程分為三部分:第一層是客戶端(用戶界面層),提供用戶與系統的友好訪問;第二層是應用服務器,專門負責業務邏輯的實現;第三層是數據服務器,負責數據信息的存儲、訪問及其優化。由于業務邏輯被提取到應用服務器,大大降低了客戶端負擔,因此也稱為瘦客戶(Thin Client)結構。三層結構大大增強了系統安全性和可維護性并為今后的系統升級提供了極大的便利性。

(1)系統設計思想

面向輸電線路班組以及生產的全過程,使得供電企業的各個部門實現數據共享,數據的上報回退在廣域網內自動完成。解決以往輸電線路管理系統中存在的重視線路設備管理,輕視生產管理的問題。引入工作流技術,能夠根據實際的業務流程在廣域網上進行上報、審核、回退等工作。

(2)系統模塊結構描述

系統總體模塊共包括四個方面。

輸電線路臺帳管理是線路管理中最基礎的內容,包括線路臺帳錄入、線路變更以及附屬設備臺帳建立、變更四大模塊。它的內容包括線路電壓等級、輸送容量、聯結方式、起止點、回路數、路徑、線路長度、線路名稱、線路建設和啟用時間等內容。為了解決輸電線路數據屬性難以統一的問題,系統把輸電線路數據分為屬性數據和空間地理數據。如此可解決輸電線路數據紛繁復雜的問題,實現了線路管理的方便快捷。

輸電線路運行、檢修記錄登記是線路管理的重中之重,它的好壞直接決定了線路管理系統的優劣。包括線路巡視和檢查,部件缺陷及后續的消缺處理登記、消缺查詢和統計及生成各種生產指標以及工作票的編制和生產計劃的制定,生產任務的制定四大模塊。該單元處理線路日常管理中的絕大部分工作,操作簡單,使現場運行人員從繁復的日志記錄中解脫出來,達到真正的無紙化辦公,使得日常工作的重點放在巡視和檢查上。這是本系統的特色之一。

特殊區域管理是線路管理中的薄弱環節,也是管理中的難點。特殊區域包括污穢區、鳥害區、雷擊區、人為外力破壞區、覆冰區舞動區等。該單元管理的內容包括特殊區域的臺帳建立和圖形化表示,記錄相關大氣環境和典型氣象資料,污源分布信息,記錄鹽密點檔案信息,處理方案等內容及歷史污穢區的調閱與打印等模塊。

線路設備查詢統計計報表的打印單元。包括送電線路運行和檢修月報,安全月報,設備評級月報,年度綜合月報等,以及各種電壓等級線路長度查詢結果的打印。

2 系統特點

(1)本系統解決了同桿并架回路臺帳建立的問題。臺帳建立是按照不同線路建立的,采用名義桿塔和實際桿塔兩張數據庫表,這樣就解決了不同線路對應的桿架相同的問題,使桿架臺帳數據分別存儲在兩張表中,使得桿塔、線路的管理和維護變得簡單。

(2)輸電線路走向復雜,距離較長,在某些特殊線路有可能出現兩個或更多供電企業共管線路的情況。不同的供電企業就會給同一條共管線路分別建立臺帳,這樣同一條線路就會有兩份不同的臺帳,造成臺帳數據不準確。為了共管線路臺帳合并,本系統采用設置管理員權限,合并共管線路臺帳線路。

(3)采用C/S三層體系及基于RBAC的權限管理使系統安全性和開放性都滿足要求。隨著各種新技術的不斷應用,人們對電力系統的認識不斷加深,對其各組成部分的屬性、狀態描述信息也不斷豐富,這些都要求在輸電線路管理系統中要有開放的數據庫。同樣軟件的安全性也不容忽視。為保證系統的安全性:普通用戶應該可以修改自己的口令和密碼,可以在自己權限范圍內對臺帳內容作出修改,但是要保留修改者的修改時間等重要信息。電力生產系統使用人員眾多、機構設置復雜、崗位設置靈活,整個生產流程的權限設置、任務流轉、責任隔離等功能的完成都是建立在角色的基礎上由于本系統將用于輸電線路工區、縣市供電局以及省電力公司的相關部門,使用人員眾多,崗位設置靈活,不同的角色在系統中的任務與權限都不一樣。

3 結論

開發出一套適合實際的輸電線路管理系統,能夠實現輸電線路臺帳記錄、運行管理及綜合指標的統計與匯總,實現線路、桿塔的信息輸入、管理、查詢、統計及統計報表輸出等功能,滿足輸電線路的規劃、維護、施工和管理的需要,為線路管理、運行等部門提供準確可靠的電力線路的分布、走向等狀態信息及各桿塔及附屬部件屬性信息,使得各種線路數據在供電公司內部或各供電公司之間進行信息共享。

參考文獻

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