專利名稱：基于輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的風(fēng)速等值測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力輸電線路運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的氣象參數(shù)測(cè)量裝置，尤其是電力輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的風(fēng)速測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：
在電網(wǎng)的輸電線路運(yùn)行狀況參數(shù)中，風(fēng)速是一個(gè)重要參數(shù)，它影響到電力線的散熱和溫升，并進(jìn)而影響到電力線的熱穩(wěn)定參數(shù)。為了保證電力輸電線路的按照允許，在DL/T5092-1999《110～500KV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中，對(duì)于如何計(jì)算電力線的溫升和熱穩(wěn)定裕度，有相關(guān)的公式進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于風(fēng)速的測(cè)量手段，都是采用按照小型氣象站的方式，利用風(fēng)速儀獲得安裝點(diǎn)的實(shí)際風(fēng)速。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于整條電力線路所處的地理環(huán)境不同，各個(gè)地理位置的氣象條件差異極大，因此電力線的實(shí)際溫升和輸送能力，都只能按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，因而存在測(cè)試精度較低的問(wèn)題。其次利用風(fēng)速儀測(cè)量風(fēng)速，通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心，這種方法的特點(diǎn)是必須加裝電源，通常采用太陽(yáng)能電池和蓄電池供電，并且不能提供輸電線路的實(shí)際溫升。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的風(fēng)速等值測(cè)量裝置，旨在根據(jù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境溫度、導(dǎo)線表面溫度、光照強(qiáng)度參數(shù)值，通過(guò)計(jì)算得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)風(fēng)速等效值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)測(cè)。
本新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的風(fēng)速等值測(cè)量裝置，包括，遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，球型監(jiān)測(cè)裝置直接安裝在輸電線路的導(dǎo)線上，還具有， 環(huán)境溫度傳感器測(cè)試輸電線路導(dǎo)線所處周圍環(huán)境溫度，將環(huán)境溫度信號(hào)θa傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)； 導(dǎo)線表面溫度傳感器設(shè)置在導(dǎo)線表面，將測(cè)試所得的導(dǎo)線表面溫度信號(hào)傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)； 日照光線強(qiáng)度傳感器設(shè)置在導(dǎo)線上，將測(cè)試所得的日照光線強(qiáng)度Js信號(hào)傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)； 單片機(jī)處理系統(tǒng)接收環(huán)境溫度傳感器和導(dǎo)線表面溫度傳感器以及日照光線強(qiáng)度傳感器來(lái)的信號(hào)，完成A/D轉(zhuǎn)換，再結(jié)合導(dǎo)線的已知參數(shù)值，按照公式計(jì)算得出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的等值風(fēng)速，最后將等值風(fēng)速結(jié)果傳輸至所述遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)。
本新型的有益效果是本新型的風(fēng)速測(cè)量裝置，是利用安裝在輸電線路的導(dǎo)線上的球型監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境溫度、光線照度、電力線的實(shí)際溫度，并通過(guò)SCADA系統(tǒng)單向獲取電力線的實(shí)際電流值，根據(jù)導(dǎo)線的理論溫升與實(shí)際溫升，得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速等效值。球型監(jiān)測(cè)裝置利用輸電線路的電流產(chǎn)生的感應(yīng)電壓供電，不需要額外的電源，同時(shí)也不需要安裝風(fēng)速儀。
電網(wǎng)的輸電線路參數(shù)設(shè)計(jì)，依據(jù)的是DL/T5092-1999《110～500KV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》，根據(jù)電力線路的傳輸功率、地理環(huán)境等數(shù)據(jù)，計(jì)算出導(dǎo)線的允許溫升，并進(jìn)而選定導(dǎo)線的規(guī)格。實(shí)際運(yùn)行中，受輸電線路的電流、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、風(fēng)速、導(dǎo)線表面狀況等諸多因素的影響，導(dǎo)線在不同地理位置的溫度是不一樣的。通過(guò)對(duì)輸電線路的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)測(cè)，可以在保證電網(wǎng)安全的前提下提高輸電線路的輸送能力，減少電網(wǎng)建設(shè)的投資，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1是本新型裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本新型裝置的遠(yuǎn)程傳輸示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出，一種基于輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的風(fēng)速等值測(cè)量裝置，包括，遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，其特征是采用球型構(gòu)件，直接安裝在輸電線路導(dǎo)線。還具有， 環(huán)境溫度傳感器測(cè)試輸電線路導(dǎo)線所處周圍環(huán)境濕度，將環(huán)境溫度信號(hào)θa傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)； 導(dǎo)線表面溫度傳感器設(shè)置在導(dǎo)線表面，將測(cè)試所得的導(dǎo)線表面溫度信號(hào)傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)； 日照光線強(qiáng)度傳感器型號(hào)為HD2021，設(shè)置在球型構(gòu)件的頂部，將測(cè)試所得的日照強(qiáng)度Js信號(hào)傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)； 單片機(jī)處理系統(tǒng)接收環(huán)境溫度傳感器和導(dǎo)線表面溫度傳感器以及日照強(qiáng)度傳感器來(lái)的信號(hào)，完成A/D轉(zhuǎn)換，再結(jié)合導(dǎo)線的已知參數(shù)值，按照公式計(jì)算得出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的等值風(fēng)速，最后將等值風(fēng)速結(jié)果傳輸至所述遠(yuǎn)程系統(tǒng)。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)等數(shù)風(fēng)速算法模塊 a)、根據(jù)實(shí)測(cè)導(dǎo)線表面溫度，計(jì)算一般時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線表面的平均溫升θ，單位℃； 根據(jù)鍵盤輸入的以下參數(shù)值導(dǎo)線直徑D，單位米；導(dǎo)線表面空氣層的運(yùn)動(dòng)粘度v，單位m2/s；導(dǎo)線表面空氣層的傳熱系數(shù)λf，單位W/m2；導(dǎo)線允許截流量I，單位A；允許溫度時(shí)導(dǎo)線的交流電阻R′r，單位Ω/m；導(dǎo)線表面的吸熱系數(shù)αs，導(dǎo)線表面的輻射散熱系數(shù)E1，斯特凡-包爾茨曼常數(shù)S1，按照以下公式計(jì)算得出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的等效風(fēng)速， V＝D/Rev(1) (1)式中 D-導(dǎo)線外徑，單位m v-導(dǎo)線表面空氣層的運(yùn)動(dòng)粘度，單位m2/s 其計(jì)算公式如下 v＝1.32×10-5+9.6(θα+θ/2)×10-8(2) (2)式中， θ-導(dǎo)線表面的平均溫升，單位℃。
θα-環(huán)境溫度，單位℃。
在(1)式中 Re為雷諾數(shù)，其計(jì)算式為 (3)式中， θ-導(dǎo)線表面的平均溫升，單位℃。
λf-導(dǎo)線表面空氣層的傳熱系數(shù)，單位W/m℃。
I-允許載流量，單位A。
R′r-允許溫度時(shí)導(dǎo)線的交流電阻，單位Ω/m。
Ws為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的日照吸熱功率，單位W/m，其計(jì)算方法為 Ws＝asJsD(4) (4)式中， as-導(dǎo)線表面的吸熱系數(shù)(光亮的新線為0.35～0.46；舊線或涂黑色防腐劑的線為0.9～0.95)。
Js-日光對(duì)導(dǎo)線的日照強(qiáng)度，單位W/m2，由日照光線強(qiáng)度傳感器HD2021經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換直接測(cè)量獲得。
D-導(dǎo)線外徑，單位m WR為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的輻射散熱功率，單位W/m，其計(jì)算方法為 WR＝πDE1S1[(θ+θα+273)4-(θα+273)4](5) (5)式中，D-導(dǎo)線外徑，單位m E1-導(dǎo)線表面的輻射散熱系數(shù)，(光亮的新線為0.35～0.46；舊線或涂黑色防腐劑的線為0.9～0.95)。
S1-斯特凡-包爾茨曼常數(shù)，為5.67×10-8，單位W/m，。θ-導(dǎo)線表面的平均溫升，單位℃。
θα-環(huán)境溫度，單位℃。
圖2中，移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)射端1將在線移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得的信號(hào)發(fā)射至GPRS網(wǎng)絡(luò)，由移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)接收端2接收，再經(jīng)交換機(jī)3、數(shù)據(jù)服務(wù)器/應(yīng)用服務(wù)器4以及交換機(jī)5傳輸至監(jiān)測(cè)客戶端6。
權(quán)利要求1.一種基于輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的風(fēng)速等值測(cè)量裝置，包括，遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，其特征是球型監(jiān)測(cè)裝置直接安裝在輸電線路的導(dǎo)線上，還具有，
環(huán)境溫度傳感器測(cè)試輸電線路導(dǎo)線所處周圍環(huán)境溫度，將環(huán)境溫度信號(hào)θa傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)；
導(dǎo)線表面溫度傳感器設(shè)置在導(dǎo)線表面，將測(cè)試所得的導(dǎo)線表面溫度信號(hào)傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)；
日照光線強(qiáng)度傳感器設(shè)置在導(dǎo)線上，將測(cè)試所得的日照光線強(qiáng)度Js信號(hào)傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)；
單片機(jī)處理系統(tǒng)接收環(huán)境溫度傳感器和導(dǎo)線表面溫度傳感器以及日照光線強(qiáng)度傳感器來(lái)的信號(hào)，完成A/D轉(zhuǎn)換，再結(jié)合導(dǎo)線的已知參數(shù)值，按照公式計(jì)算得出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的等值風(fēng)速，最后將等值風(fēng)速結(jié)果傳輸至所述遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)。
專利摘要一種基于輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的風(fēng)速等值測(cè)量裝置，通過(guò)環(huán)境溫度傳感器、導(dǎo)線表面溫度傳感器以及日照光線強(qiáng)度傳感器將采集的環(huán)境溫度信號(hào)、導(dǎo)線表面溫度信號(hào)以及日照光線強(qiáng)度信號(hào)傳輸至單片機(jī)處理系統(tǒng)，單片機(jī)處理系統(tǒng)再結(jié)合相關(guān)已知參數(shù)，并根據(jù)特定公式，計(jì)算得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速等效值?？梢栽诒ＷC電網(wǎng)安全前提下提高輸電線路的輸送能力，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G01P5/10GK201489016SQ20092016939
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者張?jiān)? 朱軻, 曹永興 申請(qǐng)人:四川電力試驗(yàn)研究院