一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的oppc在線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖復(fù)合架空相線的監(jiān)測，特別是一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的 0PPC在線監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源使用量急劇增加，特別是對電力資源的需求量大 幅度提高，調(diào)整和優(yōu)化電力資源，實現(xiàn)電網(wǎng)智能化將是電力工業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。智能 電網(wǎng)是將先進的傳感量測量技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)和自動控制技術(shù)與能源電 力技術(shù)W及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。輸電網(wǎng)智能化是智能電網(wǎng)的 關(guān)鍵部分。我國幅員迂闊、地理環(huán)境差異明顯，輸電線路分布范圍極大、運行條件復(fù)雜，易受 自然環(huán)境影響和外力破壞，給輸電線路的巡檢維護工作帶來極大的困難。
[0003] 近年來，國內(nèi)外提出了的將在光傳感系統(tǒng)用于架空輸電線路在線監(jiān)測領(lǐng)域，實 現(xiàn)導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線應(yīng)變、覆冰厚度、導(dǎo)線弧垂等參數(shù)測量。發(fā)明專利"輸電線路弧垂在線 監(jiān)測系統(tǒng)"（申請?zhí)?00910089445.0)、"用于輸電線路的光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)"（申請?zhí)?200910237747. 8)等專利提出了利用光纖光柵傳感技術(shù)實現(xiàn)對輸電線路的覆冰、舞動等現(xiàn) 象在線監(jiān)測。在該方法中，需要設(shè)計特殊的光纖光柵拉力測量傳感器，將拉力傳感器安裝于 絕緣子串和掛板之間(取代原先的球形接頭)，實現(xiàn)息掛點的應(yīng)變、傾角參數(shù)測量。但該方法 只監(jiān)控了息掛點的應(yīng)變、傾角信息，屬于點式測量，監(jiān)測數(shù)據(jù)點少。發(fā)明專利"輸電線路監(jiān)測 方法及裝置"（授權(quán)號CN101614602B)公開了一種利用光纖傳感器對輸電線路進行實時監(jiān) 測的方法和裝置，該方法提出了光纖既是傳感器，也是信號傳輸線，突破了點式測量的局限 性，實現(xiàn)了輸電線路全程監(jiān)控；但該方法需要沿輸電線路額外布置光纖傳感器，并要求與輸 電線路緊密接觸，該在實際輸電線路工程上難W實現(xiàn)。實用新型專利"超高壓輸電線路在線 綜合監(jiān)測系統(tǒng)"（授權(quán)號CN202757987U)公開了一種包括分布式光纖在線測溫系統(tǒng)的智能 綜合監(jiān)測系統(tǒng)，分布式光纖在線測溫系統(tǒng)的傳感光纜植入電力電纜中，可W實時監(jiān)測導(dǎo)體 溫度和電纜的動態(tài)載流量。但該專利中分布式光纖在線測溫系統(tǒng)只能利用傳感光纖實現(xiàn)輸 電線路溫度的測量，不能實現(xiàn)輸電線路應(yīng)變的測量，而應(yīng)變的大小對于輸電線路的弧垂、舞 動、覆冰等狀態(tài)研究有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的0PPC在線監(jiān)控系統(tǒng)， W實現(xiàn)對輸電線路的運行狀態(tài)實時監(jiān)測。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是；一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的0PPC 在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括；光纖復(fù)合相線、現(xiàn)場監(jiān)測裝置和遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置；所述現(xiàn) 場監(jiān)測裝置設(shè)置有；現(xiàn)場監(jiān)測模塊和安全隔離模塊；所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊用于實時獲取所述 輸電線路的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊經(jīng)所述安全隔離模塊通過遠(yuǎn)程通信連接至所 述遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置包括；監(jiān)控管理模塊、數(shù)據(jù)中也模塊和數(shù)據(jù)分析模塊； 所述遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置實時接收所述現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行處理、存儲和分析；所述監(jiān)控管理模 塊經(jīng)所述數(shù)據(jù)中也模塊連接至所述數(shù)據(jù)分析模塊。
[0006] 在本發(fā)明一實施例中，所述光纖復(fù)合相線采用新型0PPC;所述新型0PPC包括第一 光單元和第二光單元；所述第一光單元中設(shè)置在所述新型0PPC的中也層，且所述第一光單 元中設(shè)置有用于輸電線路應(yīng)變監(jiān)測的緊套光纖；所述第二光單元中設(shè)置在所述新型0PPC 的絞合層，且所述第二光單元中設(shè)置有用于輸電線路溫度監(jiān)測的松套光纖且至少有一根纖 芯余長為0. 5%-0. 8〇/〇。
[0007] 在本發(fā)明一實施例中，所述新型0PPC中還設(shè)置有鉛包鋼線和(或）鉛線；所述鉛包 鋼線和(或）鉛線設(shè)置于所述新型0PPC的絞合層。
[0008] 在本發(fā)明一實施例中，所述的現(xiàn)場監(jiān)測模塊包括現(xiàn)場溫度監(jiān)測和應(yīng)變監(jiān)測模塊、 環(huán)境溫度監(jiān)測模塊及風(fēng)速監(jiān)測模塊。
[0009] 在本發(fā)明一實施例中，所述現(xiàn)場監(jiān)測裝置還包括一溫度監(jiān)測模塊及應(yīng)變監(jiān)測 模塊，且該溫度監(jiān)測模塊及應(yīng)變監(jiān)測模塊采用如下方式計算所述光纖復(fù)合相線的溫度：
【主權(quán)項】
1. 一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的OPPC在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括；光纖復(fù) 合相線、現(xiàn)場監(jiān)測裝置和遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置；所述現(xiàn)場監(jiān)測裝置設(shè)置有；現(xiàn)場監(jiān)測模塊和安全 隔離模塊；所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊用于實時獲取所述輸電線路的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述現(xiàn)場監(jiān)測 模塊經(jīng)所述安全隔離模塊通過遠(yuǎn)程通信連接至所述遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置包 括；監(jiān)控管理模塊、數(shù)據(jù)中也模塊和數(shù)據(jù)分析模塊；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置實時接收所述現(xiàn)場 監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行處理、存儲和分析；所述監(jiān)控管理模塊經(jīng)所述數(shù)據(jù)中也模塊連接至所述數(shù) 據(jù)分析模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的0PPC在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征在于；所述光纖復(fù)合相線采用新型0PPC ;所述新型0PPC包括第一光單元和第二光單元； 所述第一光單元中設(shè)置在所述新型0PPC的中也層，且所述第一光單元中設(shè)置有用于輸電 線路應(yīng)變監(jiān)測的緊套光纖；所述第二光單元中設(shè)置在所述新型0PPC的絞合層，且所述第二 光單元中設(shè)置有用于輸電線路溫度監(jiān)測的松套光纖且至少有一根纖芯余長為0. 5%-0. 8%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的0PPC在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征在于：所述新型0PPC中還設(shè)置有鉛包鋼線和(或)鉛線；所述鉛包鋼線和(或)鉛線設(shè)置于 所述新型0PPC的絞合層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的0PPC在線監(jiān) 控系統(tǒng)，其特征在于：所述現(xiàn)場監(jiān)測裝置還包括一溫度監(jiān)測模塊及應(yīng)變監(jiān)測模塊， 其該溫度監(jiān)測模塊及應(yīng)變監(jiān)測模塊采用如下方式計算所述光纖復(fù)合相線的溫度：
巧用如下方式計算所述光纖復(fù)合相線的應(yīng)變：
，其中，L為光單元到監(jiān)測裝置的距離，為 第一光單元布里淵頻譜分布信息、蠢1|〇^塞；|為第二光單元布里淵頻譜分布信息，克'/；(￡|為第 一光單元溫度的變化量、出fj(玄)為第二光單元溫度的變化量，為第一光單元應(yīng)變的 變化量、盤為第二光單元應(yīng)變的變化量，cf為第一光單元布里淵頻移溫度系數(shù)、紀(jì)J為 第二光單元布里淵頻移溫度系數(shù)，為第一光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù)、CJ為第二光單 元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù)；且所述第一光單元布里淵頻移溫度系數(shù)|^、所述第二光單元布里 淵頻移溫度系數(shù)Cf、所述第一光單元布里淵頻移應(yīng)變系數(shù)及所述第二光單元布里淵頻 移應(yīng)變系數(shù)通過測試所述新型0PPC中第一光單元、第二光單元中緊套光纖和松套光纖 獲得。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的0PPC在線監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于；所述監(jiān)控管理模塊包括；變量管理模塊、圖形監(jiān)控模塊、報警模塊、數(shù)據(jù)存儲模 塊和權(quán)限管理模塊；所述變量管理模塊用于管理傳感變量、線性變量、載流量變量和可控變 量；所述圖形監(jiān)控模塊用于對所述變量管理模塊中對應(yīng)變量和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示和監(jiān) 控；所述報警模塊接收所述分布式傳感器上傳的報警信息，通過所述圖形監(jiān)控模塊完成報
警的具體位置的顯示；所述權(quán)限管理模塊用于對用戶的使用權(quán)限進行管理；所述數(shù)據(jù)中也 模塊包括：數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)服務(wù)模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊包括：分布式數(shù)據(jù)回放及疊 加分析模塊、分布式數(shù)據(jù)歷史分析模塊、分布式數(shù)據(jù)穩(wěn)定性分析模塊。
6. -種基于權(quán)利要求1、2、3或5任一項所述的一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的 OPPC在線監(jiān)控系統(tǒng)的用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的OPPC在線監(jiān)控方法，其特征在于，包括 下述步驟： 51 ;在兩個變電站之間的終端培上架設(shè)由新型OPPC構(gòu)成的線路，在其中一個變電站通 信機房內(nèi)設(shè)置第一光纖配線架和現(xiàn)場監(jiān)測裝置，在另一個變電站通信機房內(nèi)設(shè)置第二光纖 配線架，所述線路的兩端分別通過導(dǎo)引光纜引入對應(yīng)的變電站通信機房，且所述導(dǎo)引光纜 采用與所述新型OPPC中第一光單元和第二光單元同類型同數(shù)量光纖的ADSS或普通光纜； 52 ;分別獲取所述線路和兩條導(dǎo)引光纜對應(yīng)端口內(nèi)的緊套光纖和松套光纖；將所述線 路一端和其中一導(dǎo)引光纜一端中的緊套光纖和松套光纖分別烙接，并將烙接后的緊套光纖 和松套光纖盤繞固定在一接續(xù)盒內(nèi)，且該接續(xù)盒設(shè)置在一終端培上；將所述線路另一端和 另一導(dǎo)引光纜一端中的緊套光纖和松套光纖分別烙接，并將烙接后的緊套光纖和松套光纖 盤繞固定在另一接續(xù)盒內(nèi)，且該接續(xù)盒設(shè)置在另一終端培上；分別將兩條導(dǎo)引光纜另一端 分別對應(yīng)成端于所述第一光纖配線架和所述第二光纖配線架；用跳纖將所述第一光纖配線 架與所述現(xiàn)場監(jiān)測裝置相連，用跳纖將成端于所述第二光纖配線架上的緊套光纖和松套光 纖進行連接，W構(gòu)成一監(jiān)測回路；所述接續(xù)盒是一種能抗高壓、絕緣性能良好的專用接續(xù)盒 53 ;在所述線路上布設(shè)環(huán)境溫度監(jiān)測模塊和風(fēng)速監(jiān)測模塊； S4;啟動所述現(xiàn)場監(jiān)測裝置中的現(xiàn)場監(jiān)測模塊，對所述線路中光纖溫度和應(yīng)變進行實 時全程連續(xù)測試，并每隔T砂自動記錄和保存一組采集的溫度和應(yīng)變值；每隔T小時自動記 錄和保存一組采集的環(huán)境溫度和風(fēng)速值； S5 ;現(xiàn)場監(jiān)測模塊采集數(shù)據(jù)經(jīng)安全隔離模塊通過遠(yuǎn)程通信送至遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，所述遠(yuǎn) 程監(jiān)控裝置根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)、載流量穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型W及載流量暫態(tài)數(shù)學(xué)模型獲取所述線 路中的載流量，并分析所述線路受力情況。
7. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的OPPC在線監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于；在所述步驟S5中，所述載流量穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型為
；所述載流量 暫態(tài)數(shù)學(xué)模型為
:其中，/為載流量，&為對流散熱功率，^ 為福射散熱功率，揉^為11照佈射吸巧功私夏(。為導(dǎo)線表面溫度為^時的導(dǎo)線單位長度的 交流電阻，m為單位長度導(dǎo)線的質(zhì)量，Gj為導(dǎo)線的比熱容。

【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的OPPC在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括：新型OPPC構(gòu)成的輸電線路、現(xiàn)場監(jiān)測裝置和遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置；新型OPPC中第一光單元中設(shè)置有緊套光纖；第二光單元中設(shè)置有松套光纖；現(xiàn)場監(jiān)測模塊設(shè)置有：監(jiān)測模塊和安全隔離模塊；線路一端經(jīng)接續(xù)盒、導(dǎo)引光纜接入光纖配線架再接入現(xiàn)場監(jiān)測裝置，線路另一端經(jīng)接續(xù)盒、導(dǎo)引光纜接入光纖配線架并在光纖配線架上跳纖環(huán)回；遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置包括：監(jiān)控管理模塊、數(shù)據(jù)中心模塊、數(shù)據(jù)分析模塊。本發(fā)明所提出的一種用于監(jiān)測輸電線路運行狀態(tài)的OPPC在線監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對OPPC線路溫度、載流量和應(yīng)力進行全程實時連續(xù)監(jiān)測，為線路運行檢修提供有力的技術(shù)支撐，保障電網(wǎng)安全運行。
【IPC分類】G01D21-02, G01K11-32, G01B11-16
【公開號】CN104596583
【申請?zhí)枴緾N201510032540
【發(fā)明人】吳文宣, 連紀(jì)文, 卓秀者, 李勃, 徐麗紅, 張芬芬, 傅壽熙
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司, 福建永福工程顧問有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月22日