基于电容传感器的模拟导线覆冰厚度在线监测系统的研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文基于电容传感器的模拟导线覆冰厚度在线监测系统的研究摘要本课题是在山西省科技攻关项目“电容感应式输电线路覆冰厚度传感器及其系统（编号：20110321026-02）”和国家自然科学基金“基于电容感应技术的海冰厚度监测方法的研究（编号：41176080）”资助下，对输电线路覆冰监测系统进行改进的深入研究，以提高本系统的监测精度。输电线路覆冰是一种普遍的自然现象，会引发绝缘子串闪络、线路舞动、导线接地、断线、电力杆塔倾斜甚至倒塔等事故，严重时可造成大范围跳闸停电事故。而在

2、我国由于线路覆冰造成冰害事故的概率居世界前列，已严重威胁到电网的安全运行，给国家和人民的生产与生活造成了巨大的损失。因此，进行输电线路覆冰情况的实时监测，在提高线路的可靠运行和覆冰故障预警方面具有重要的意义。我国近二三十年来，由于不间断得遭遇严重输电线覆冰事故，致使我国广大的电网工作者、高校和相关科研人员对电网覆冰的研究越来越重视。本课题就是在对覆冰在线监测技术更加完善的基础上，同时基于项目组的前期研究成果，提出了结合电容传感技术、多气象因素、上位机监控界面以及模拟导线法和灰关联分析法，对电容式

3、输电线路覆冰在线监测系统作出了进一步提高和改善。本论文首先介绍了课题的研究背景和输电线路覆冰监测技术的发展和现状；在研究输电线路覆冰形成机理及影响因素的基础上，结合项目前期的研究成果，提出了对电容传感器的结构改进，并利用Maxwell软件进行仿真验证；考虑到气象因素在覆冰形成中的关键作用，在硬件系统改进设I太原理工大学硕士研究生学位论文计中，加入风速、风向以及温湿度测量值的采集，应用GPRS进行数据的无线传输，并对改进后的各模块进行了详细介绍；针对系统测量稳定性和抗干扰性，在相关研究人员的指导下

4、，采用模拟导线法进行线路覆冰测量,并阐述了该方法在局部范围内的可行性；在硬件系统改进的基础上，对相关软件的程序进行了编写和运行；由于采集到的影响覆冰冰情的因子为五个，此处选用灰关联分析法初步判断各因子的关系，得出影响覆冰厚度的关键因子；利用组态王工控软件进行初级开发，建立了线路覆冰在线监控界面，使各数据能以动画形式去显示，并可查询数据历史趋势曲线和报警报表等；将研制出的整套系统，先在实验室进行室内试验，并对数据结果进行分析，然后为了验证其野外工作的可行性，在寿阳进行了户外实验，并就安装、使用过程

5、中遇到的问题和数据结果进行分析总结；最后，结合系统的改进研究、开发实践，对系统未来工作进行了展望。关键词：输电线路覆冰，电容传感技术，多气象因素，上位机监控界面II太原理工大学硕士研究生学位论文THERESEARCHOFON-LINEMONITORINGSYSTEMWITHCAPACITANCESENSORFORSIMULATIONTRANSMISSIONLINESICETHICKNESSABSTRACTThistopicisappliedresearchaimedatimprovingande

6、nhancingtheicingdetectionsystemoftransmissionline,whichisfoundedtheScientificandTechnologicalKeyProjectinShanxiProvince"Capacitanceinductedtransmissionlinesicethicknesssensoranditssystem"(NO:20110321026-02)andtheNationalNaturalScienceFund"Researchofs

7、eaicethicknessmonitoringmethodbasedoncapacitivesensingtechnology"(ID:41176080).TransmissionLineIcingisawidespreadnaturalphenomenon,whichwillleadtotheflashoverofinsulatorstring,linedancing,groundingwire,powertowertiltedandotheraccidents.Therefore,real

8、-timemonitoringoftransmissionlineicingconditions,willincreasethesignificanceinthereliableoperationofthelineandicingfaultearlywarning.Pastthreedecades,whichhavesufferedasaresultofuninterruptedtransmissionlineicingseriousaccident,resultinginthemajority