架空输电线路在线状态监测系统研究与设计

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1、硕士学位论文架空输电线路在线状态监测系统研究与设计ResearchandDevelopmentofOn-lineMonitoringSystemforHVOverheadTransmissionLines作者姓名：高志隆导师（职称）：王东涛教授学科（专业）：检测技术与自动化装置提交论文日期：2015年12月分类号：学校代码：10066密级：学号：05M080213016架空输电线路在线状态监测系统研究与设计ResearchandDevelopmentofOn-lineMonitoringSystemforHVOverheadTransmissionLines作者姓名：高志

2、隆导师（职称）：王东涛教授一级学科：控制科学与工程学科（专业）：检测技术与自动化装置年级：2013级提交论文日期：2015年12月学位授予单位：天津职业技术师范大学i独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技

3、术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日ii摘要架空输电线路是输电系统的重要组成部分，保障其正常运行是整个电网稳定运行的基础。架空输电线路地域分布广泛，穿过高山越过大河,面临着各种地理和气象环境。当遇到雷电、暴雨、落物、冰雪、飓风等自然及外部环境因素变化时,架空输电线路会

4、导致线路发生短路、断线故障，甚至导致倒塔事故，危及电力系统运行安全。当架空输电线路发生故障时，应快速找到故障地点和故障原因，进而排除故障以快速恢复对用户的供电。因此研究架空输电线路的在线状态监测系统对于及时发现线路异常运行情况，提高电力系统安全性和可靠性具有十分重要的意义。本文设计了一种基于无线通信系统的架空输电线路在线状态监测系统。该系统可以实时监测架空线路工作情况及线路所处环境的微气象信息，检测信号通过无线通信系统传输。主要进行了以下工作：（1）提出了一种架空输电线路状态监测系统的组成结构，分析了架空输电线路的一些典型故障的特征，运用MATLAB进行故障仿真分析，给出

5、了线路故障检测方法。（2）进行了架空输电线路在线状态监测系统的硬件系统设计，给出了总体设计方案。设计了基于STM32微处理器的线路状态检测子系统，设计了电压、电流以及断路信号采集电路和自感应取电电路。监测子系统采用Zigbee和GPRS与上位机进行通信。（3）进行了架空线路状态监测系统的软件设计，给出了系统软件的主要功能，设计了系统初始化、数据采集处理、通信和故障处理等程序。（4）搭建了系统实验平台，通过实验验证了本文设计的架空线路状态监测系统的有效性。关键词：架空输电线路，状态监测，无线通信iiiAbstractOverheadtransmissionlineisani

6、mportantpartofthetransmissionsystem,guaranteeingthenormaloperationisthebasisforthestableoperationofpowergrid.Overheadtransmissionlinesacrossthewidegeographicaldistribution,themountainacrosstheriver,facingthevariousgeographicalandmeteorologicalenvironment.Whenencounteredbylightning,heavyra

7、in,fallingobjects,ice,hurricanesandothernaturalandexternalenvironmentalfactorschange,overheadtransmissionlineswillleadtotheoccurrenceofshortcircuit,breakfaultlines,andevenleadtotowercollapseaccident,endangerthesafeoperationofpowersystem.Whenthetransmissionlinefault,