《(电力行业)毕业设计输电线路导线温度检测及动态增容系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(电力行业)毕业设计输电线路导线温度检测及动态增容系统设计（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业论文（设计）题 目： 输电线路导线温度检测及动态增容系统设计 系部名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 20年月日中原工学院信息商务学院毕业论文（设计）摘 要在社会用电量日益增加的今天，如何提高输电线路的输送容量是目前电力部门比较关注的一个问题。本论文从导线温度与输电线路载流量的关系入手，提出了输电线路动态增容的概念，并提出了输电线路动态增容监测系统的思路。通过动态的检测导线温度和环境温度等气象条件分析，确定输电线的输电容量，从而提高导线在一定气象环境下的传输容量。用杆塔监测主分机将导线温度，湿度，风速，日照强度等集中打包为GSM，通过GSM通信模块发送至监测中
2、心。监测中心利用上述信息，结合导线的辐射吸收系数和摩尔根载流量公式计算可允许的载流量，得出了运用动态的检测导线温度和环境气象条件可以提高输电线路的输送容量结论。此外，本次设计软件部分采用单片机C语言进行编程，实现本次设计的控制功能。关键字：输电线路，传输容量，允许温度，导线应力The Design of Temperature Testing For Transmission lines and dynamic compatibilizing system Abstract Today the social power consumption growing today by day. One
3、 of the currently concern in electricity departmenthow is how to improve the transmission lines transmission capacity . The paper which from the heat and wire transmission lines of the relationship of the carrying capacity puts forward the concept of dynamic compatibilizing transmission lines, and a
4、lso puts forward the transmission line dynamic compatibilizing monitoring system of thought. Through analysis the dynamic testing temperature and environmental temperature, conductor meteorological conditions .we can determine the transmission wires, so as to improve the transmission capacity in cer
5、tain meteorological environment . Lord extension with tower monitoring of environmental temperature, humidity, wind speed, sunshine strength for GSM , centralized packaged by GSM communication module sent to the monitoring center. Using the above information monitor center of wires, combined with ra
6、diation absorption coefficient and Morgan ampacities allows the formula to calculate the carrying capacity. The test is obtained by dynamic conductor and environmental temperature meteorological conditions can improve the transmission lines transmission capacity conclusion. In addition, the software
7、 part of this design adopts single-chip microcomputer C programming language, to make control functions come true.Key word: Transmission lines Transmission capacity Allow temperature Wire stress目 录1 绪论12 系统的设计及思路22.1 设计要求22.1.1 基本要求22.1.2 设计的特色22.1.3 国内外的研究现状32.2 输电线路导线温度检测及动态增容系统的基本结构42.3 输电线路导线温度检
8、测及动态增容系统的工作原理52.4 输电线路导线温度检测及动态增容系统的设计思路53 提高现有输电线路输送容量的基本算法63.1 影晌导线载流量的因素及各因素对导线载流量影响程度63.2 气象因素对载流量的影响94 系统硬件设计134.1 单片机的选择134.2 传感器.134.2.1 温度传感器DS-18B20144.2.2 PHWS/WD风速风向传感器164.2.3 湿度传感器184.2.4 日照强度传感器214.3 键盘部分224.4 显示部分224.5 电源监控和电源指示部分245 系统的软件设计265.1 主程序流程图265.2 A/D转换流程图265.3 键盘扫描子程序流程图286
9、 结论29致 谢30参考文献31附录32附录一32附录二35351 绪论2003年，中国的电力供应局面骤然紧张，我国22个省，自治区“拉闸限电”闹“电荒”。这一年电力装机缺口4485万千瓦。2004年，全国拉闸限电的省份进一步扩展到24个省份，电力装机缺口达到5000万千瓦，成为自上个世纪80年代以来中国电力最紧缺的一年，尤其是华东电网饱受缺点之苦。2005年中国的缺口形式开始有所缓解，拉闸限电由年初的26个回落到年底的7个，全国最大电力缺口在2500万千瓦。在拉闸限电的背后，除了电源紧张带来的“硬缺电”之外，长期“重发，轻供，不管用”，电网发展严重滞后于电源建设，带来的电网结构薄弱，电源配置
10、不合理导致缺电和窝电现象并存也是电荒的一大根源。为了解决上述问题，增加电网的输送能力迫在眉睫。经济学家赵晓认为，电力供应紧张应经成为中国经济运行中不容忽视的问题，并可能成为中国经济进入新一轮黄金增长时期的严重隐患。2005年三月，国家电网公司在北京召开提高电网输送能力工作会议，明确表示，在加快特高压骨干电网的同时，也要积极提高现有电网输送能力。而电力建设又受到各种因素的制约，如周期较长，资金和新建线路规划走廊有限以及因此而相伴的环境问题等等。高压线路对周围的环境影响很大，如因此而带来的电磁场的干扰，电磁污染，对生态平衡的破坏等等，这使得新建线路受到了制约。因此，提高线路的传输容量可以很大程度解
11、决输电的“瓶颈”现象，缓解电力供求矛盾，是一项紧迫而有价值的研究课题。随着通信技术，计算机网络技术，以及数字视频技术的飞速发展。对输电线路实现远程视频控制成为可能。由于输电线路输电线路固有的分布范围广的特点。实现远程无线视频监控有其独到的优势。这也称作单线温度及动态增容系统。导线温度及动态增容系统可以实现导线温度和坏境数据信息（环境温湿度，风速，风向，日照强度）的采集，可以对所采集的数据处理，存储并向数据中心发送处理后的数据，可以将建立的数学模型嵌入到专家软件，并依据数学模型计算导线载流量，分析线路跃迁时导线温度变化及弧度变化，绘制温度和弧垂度曲线图，可以实时显示现场传输过来的监测数据，并具有
12、历史查询功能，还可以通过监测中心主机修改监测分机运行参数1。2 系统的设计及思路输电线路导线温度检测及动态增容系统包括硬件和软件部分。硬件部分包括单片机、温度传感器，风速传感器，湿度传感器，日照强度传感器以及各类输入输出设备等部分。软件部分则是指各种工作程序，用来让传感器的数据采集顺利输送到单片机病通过LED显示出来。在对整个输电线路导线温度检测及动态增容系统进行方案设计时，要充分考虑到硬件和软件部分的紧密配合，还有硬件和软件工作的现场状况，这样才能准确有效的得到使用高效的信息。本文设计的输电线路导线温度检测及动态增容系统以单片机和各种传感器为主要器件，用C语言进行编程。使用的传感器有数字型的
13、传感器，也有非数字型的。需要用信号放大和AD转换，相对来说比较复杂。传感器将采集到的数字信号送入单片机，单片机进行数据处理并显示，其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。2.1 设计要求2.1.1 基本要求（1） 监测导线周围温度湿度和风向等 （2） LED显示温度，风速等 （3） 看门狗电路实现对电源信号的监测 （4） 用专家软件计算，从而对输电线状态进行分析，确定合适的载流量2.1.2 设计的特色1、以AT89C52单片机为控制核心，在很大程度上简化了系统的组成构造，而且单片机成本低可扩展性强，可以很方便的对系统进行扩展应用。2、用数字传感器进行数据采集，使实用性强
14、、连接方便。3、电源部分使用了电源监控电路，可以防止电源电压过高，过低或者掉电情况对系统产生不好的影响。2.1.3 国内外的研究现状国外对动态增容技术首先是由国外的一些研究机构提出的。美国电科院PRD开发的线路动态统(DTcR)是将实时负荷数据与气象资料结合起来，计算线路动态负荷，此系统可允许设备负荷而不会带来危险。与以前所用的保守静态负荷不同，它通过分析某一线路的真正传热限制，不仅能使系统操作员在用电高峰时抓住时机提高线路的输电能力，还可避免出现意外情况时不必要减负荷操作,美国SRP(saltRiverproject)公司目前在2条重要输电线路上使用DTCR技术，使线路负荷短时超出它们的固定
15、容量。 美国EPRI的线路动态热容量监测系(DTCR)包含一个计算模块，内含EPRI开发的各种类型输电设备( 如架空线路、变压器，地下电缆等)的热模型。该模块考虑了实时气象条件、 其它环境参数( 如土壤参数等)，设备温度参数以及电器负载等因素。监测设备包括小型气象观测台、 导体松弛度和温度传感器，数字化数据单元等。D T C R可计算并连续更新线路的动态负荷容量。也允许用户结合监控与数据采集(SCADA )系统，并根据具体情况自定义设备参数和容量限制。 国内的对DTCR的研究也越来越多，分别依据输电线动态热容等级DTCR可用作提高输电线的传输容量的核算依据对DTCR的基本概念及其提高输电线传输容量的原理，在基于气象条件下的DTCR系统利用实时测量的信息，动态确定输电线传输容量极限等方面进行了研究4。上海交通大学对此进行了研究，他们在文献中对DTCR的概念及作用机理，DTCR系统模型，系统构架方案进行了研究和论述，将DTCR系统模型主要分为基于气象因素的输电线电流一温度模型WCTM（weather based current
