本文關(guān)鍵詞：基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的輸電桿塔健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：輸電桿塔是電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部分,它們支撐著大量的輸電線路,保證整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但是輸電桿塔是在野外環(huán)境下工作的,容易引起各種事故。由風(fēng)偏引起的風(fēng)偏放電、由風(fēng)振引起的導(dǎo)線斷股、由風(fēng)速風(fēng)向及其它環(huán)境因素引起的桿塔倒伏現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這些事故會(huì)導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作異常,最終會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。利用現(xiàn)有傳感器技術(shù),監(jiān)測絕緣子串風(fēng)偏角、桿塔微振情況、桿塔傾斜、環(huán)境氣象及其它相關(guān)參數(shù),然后經(jīng)過多傳感器數(shù)據(jù)融合的處理,通過最終的融合結(jié)果,可以監(jiān)測輸電桿塔的健康狀況,對(duì)減少事故的發(fā)生和經(jīng)濟(jì)的損失有一定的意義。據(jù)目前情況了解,已經(jīng)存在了多種關(guān)于輸電線路桿塔多參數(shù)監(jiān)測的裝置或系統(tǒng)。但是,這些裝置或系統(tǒng)存在著一些不足,比如有的設(shè)計(jì)在監(jiān)測參數(shù)方面不夠全面、某參數(shù)的監(jiān)測方法不夠合理、監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率不高等缺點(diǎn)。本文依托國家電網(wǎng)山西省陽泉供電公司項(xiàng)目“輸電桿塔多參數(shù)監(jiān)測樣機(jī)的研制”,主要工作包括以下三點(diǎn):1.輸電桿塔健康狀況的數(shù)據(jù)采集:選用了STC90C516RD+單片機(jī)作為各個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的主控芯片,利用現(xiàn)有的傳感器技術(shù),設(shè)計(jì)了各個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn),同時(shí)還提出了新的監(jiān)測方案。主要有溫濕度監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、桿塔振動(dòng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、絕緣子串風(fēng)偏監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、桿塔傾角監(jiān)測節(jié)點(diǎn);各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過無線射頻把數(shù)據(jù)傳送給父節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理的對(duì)象。2.輸電桿塔健康狀況的數(shù)據(jù)處理(數(shù)據(jù)融合):多傳感器數(shù)據(jù)融合處理主要是在父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行,本文選用了ARM9作為父節(jié)點(diǎn)的主控芯片,設(shè)計(jì)了父節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理中心。利用數(shù)據(jù)融合算法(分批估計(jì)算法)進(jìn)行了數(shù)據(jù)融合處理。最終,融合后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)傳送給了上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái)。3.輸電桿塔健康狀況結(jié)果的監(jiān)測:利用相關(guān)界面設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)了上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái),最終使數(shù)據(jù)融合結(jié)果通過此平臺(tái)進(jìn)行直觀實(shí)時(shí)的顯示。經(jīng)過以上工作的開展,本文中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)順利完成,超額完成了項(xiàng)目的階段性任務(wù),滿足了所依托項(xiàng)目的基本要求,在此過程中還設(shè)計(jì)了某些參數(shù)監(jiān)測的新方法,經(jīng)過相關(guān)的結(jié)果分析,本系統(tǒng)在功能上更加全面,監(jiān)測結(jié)果上更加準(zhǔn)確,在應(yīng)用上能提高輸電桿塔的巡檢效率。
【關(guān)鍵詞】：輸電桿塔 健康狀況 多參數(shù)監(jiān)測 數(shù)據(jù)融合
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM754
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展12-14
• 1.3 研究內(nèi)容及主要工作14-15
• 1.4 論文主要章節(jié)安排15-17
• 第二章 多傳感器數(shù)據(jù)融合17-25
• 2.1 數(shù)據(jù)融合17-18
• 2.2 多傳感器數(shù)據(jù)融合算法及發(fā)展18-20
• 2.3 多傳感器數(shù)據(jù)融合層次及特點(diǎn)20-25
• 第三章 系統(tǒng)總體方案25-29
• 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)25-26
• 3.1.1 硬件結(jié)構(gòu)25-26
• 3.1.2 軟件結(jié)構(gòu)26
• 3.2 總體方案實(shí)現(xiàn)26-29
• 3.2.1 輸電桿塔多傳感器數(shù)據(jù)采集26
• 3.2.2 多傳感器數(shù)據(jù)融合處理26-27
• 3.2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái)設(shè)計(jì)27-29
• 第四章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-55
• 4.1 主控芯片29-30
• 4.1.1 子節(jié)點(diǎn)主控芯片29-30
• 4.1.2 父節(jié)點(diǎn)主控芯片30
• 4.2 溫濕度監(jiān)測30-32
• 4.2.1 溫濕度傳感器的選取30-31
• 4.2.2 溫濕度監(jiān)測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)31-32
• 4.3 風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測32-34
• 4.3.1 風(fēng)速風(fēng)向傳感器的選取32-33
• 4.3.2 風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)33-34
• 4.4 桿塔傾斜角監(jiān)測34-36
• 4.4.1 桿塔傾斜角傳感器的選取34-35
• 4.4.2 測量傾角的實(shí)現(xiàn)原理35
• 4.4.3 桿塔傾斜角監(jiān)測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)35-36
• 4.5 絕緣子串風(fēng)偏角監(jiān)測36-42
• 4.5.1 風(fēng)偏角傳感器的選取36-40
• 4.5.2 傳感器信號(hào)處理40-41
• 4.5.3 絕緣子串風(fēng)偏角監(jiān)測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)41-42
• 4.6 桿塔振動(dòng)監(jiān)測42-44
• 4.6.1 桿塔振動(dòng)傳感器的選取43
• 4.6.2 桿塔振動(dòng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)43-44
• 4.7 子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)無線傳輸44-50
• 4.7.1 數(shù)據(jù)無線傳輸模塊簡介44-46
• 4.7.2 數(shù)據(jù)無線傳輸模塊透傳模式46-47
• 4.7.3 數(shù)據(jù)無線傳輸模塊配置命令47-50
• 4.8 父節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)無線傳輸50-51
• 4.8.1 GPRS無線傳輸技術(shù)50
• 4.8.2 GPRS通信電路設(shè)計(jì)50-51
• 4.9 父節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)51-55
• 第五章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理55-75
• 5.1 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)55
• 5.2 監(jiān)測平臺(tái)界面設(shè)計(jì)55-56
• 5.3 桿塔多傳感器數(shù)據(jù)處理56-75
• 5.3.1 誤差剔除56-61
• 5.3.2 誤差剔除結(jié)果分析61-66
• 5.3.3 桿塔多傳感器數(shù)據(jù)融合66-67
• 5.3.4 桿塔多傳感器數(shù)據(jù)融合結(jié)果分析67-75
• 第六章 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)75-79
• 6.1 硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)75-77
• 6.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái)界面的實(shí)現(xiàn)77-79
• 第七章 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 附錄185-87
• 附錄287-111
• 致謝111-113
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文113

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本文編號(hào)：733807