关键词： 继电保护   微机保护   行波保护   小波变换   故障选相   建模仿真  

摘要： 快速切除故障是电力系统安全稳定运行的前提条件。随着智能电网建设步伐的加快,越来越多的超/特高电压输电线路投入运行,这将对电网的稳定性提出更高的要求。传统继电保护装置是建立在反应工频量变化的基础上,由于自身原理的特点,其反应速度难以满足超/高压线路稳定运行的需求,并且应用于远距离输电线路时易受系统振荡、负荷变化、过渡电阻以及线路分布电容电流的影响。行波保护利用的是线路故障后的高频分量,不反应工频量变化,具有不受系统振荡、负荷变化、线路分布电容影响、反应速度快的优点,被认为是下一代超高速保护的发展方向。 行波电流极性比较式方向保护是建立在反应系统故障电流初始行波极性的基础上,其原理简单,构成的纵联保护时仅需要向对侧传输少量数据,对通道的依赖程度低,可以作为线路的快速主保护。在采用克拉克变换矩阵时,利用线路中的α电流模量极性不能反应BC相问短路故障。本文通过采用α模量与β模量相结合的方式,来弥补单一模量不能反映全部故障情况的不足。利用Matlab/Simulink软件搭建500KV输电线路模型,对保护原理进行仿真,仿真结果表明该方法可以正确判断出各种故障情况下的故障区间。 在继电保护装置中除了保护算法外还存在选相元件。本文介绍了基于电压行波模量的故障选相算法,该算法存在定量使用0模量的缺陷,由于0模量在传输过程中不稳定,导致选相算法无法在实际中正确选相。本文研究了一种改进算法,改进后的选相算法通过引入Y模量来避免对0模量的定量使用。通过仿真,证明改进后的算法能够正确识别各种故障类型以及故障相别,可以作为行波保护的选相元件。 最后,根据行波保护具有速度快、运算量大、灵敏性高的特点,结合目前较为成熟的微机保护的设计思路,提出了基于DSP+ARM硬件平台的新型行波保护装置的设计方案。这种设计方案可以充分利用DSP强大的数字信号处理能力来进行保护实时算法,以及ARM强大的事物管理能力来完成人机交互、通信管理等功能,可以有效发挥行波保护的快速性、灵敏性的特点,大大提升了保护的实时性和可靠性。

关键词： 输电线路   覆冰厚度   边缘检测   CB形态学   多尺度  

摘要： 由于我国地域广阔,地形复杂,输电线路覆冰现象在我国比较广泛,我国许多地区都曾发生过覆冰灾害事故。覆冰积雪灾害给国民经济带来严重损失,影响人民的正常生产生活。因此,随时掌握线路的现场覆冰情况,实时检测覆冰厚度,当覆冰量超过预设量时及时给出预警信号,迅速采取除冰措施对防灾减灾起着关键性的作用。 本文通过对杆塔采集终端传回的输电线路覆冰前后的图像特点及几何模型分析,提出了一种新的基于多尺度轮廓结构元素形态学(Contour-Based形态学,简称CB形态学)边缘检测覆冰厚度的方法。该方法利用传统CB形态学各种算子的优点,重新组合实现了一种改进的形态学算子,并利用此算子的多尺度运算定义了一种新的边缘检测算子(MMN算子),通过比较覆冰前后图像的边缘轮廓来计算输电线路实际的覆冰厚度。 本文所做主要工作如下： (1)深入研究输电线路与绝缘子覆冰的形成机理及覆冰在线检测方法和图像检测方法的国内外研究现状。 (2)设计在线检测装置系统,研究输电线路绝缘子与导线图像的特点并提出计算输电线路覆冰厚度的几何模型。 (3)针对输电线路中导线与绝缘子覆冰前后图像的特点,提出了多尺度开-闭滤波算法和MMN边缘检测算子。通过对图像灰度化、多尺度开-闭滤波、改进多尺度CB形态学边缘检测等方法提取覆冰图像前后的边缘图像,并根据②的几何模型算出覆冰厚度。 (4)通过人工测量和图像算法检测的结果进行比较,以及改进算法前后的效果比较,验证算法的准确性和有效性。

关键词： 架空输电线路   覆冰载荷   除冰机器人   监测系统  

摘要： 近年来全国各地冰雪灾害不断，尤其是南方的覆冰天气给当地的电力输送系统带来了严重的破坏。针对这一情况，提出了本课题“输电线路多缆除冰子机器人与覆冰检测系统研究”，以用于对架空输电线上的覆冰载荷进行检测和预报，并通过机器人技术实现除冰作业。 本文介绍了现有的输电线路覆冰载荷检测系统和除冰机器人的发展现状。提出了除冰机器人机械结构的新方案，并对除冰子机器人的结构进行了详细的研究，主要包括臂上行走机器人的结构设计和伸缩臂的研究。在对输电线路受力分析的基础上，提出了线路覆冰载荷检测算法。确定了输电线路覆冰载荷检测系统的设计方案，并对其上位机系统进行了详细的设计。 针对架空输电线路一般采用多线对称布置的特征，除冰机器人采取主从且对称的结构方案。除冰机器人中摩擦伸缩臂机构的设计使得其作业空间从一根输电线缆扩展到了三根，从而大大提高了除冰工作的效率。利用相应的分析软件，分别对伸缩臂工作状态时做出了模态分析和运动学仿真。 研究了架空输电线路的覆冰机理；对电线的受力做出详细的分析从而推导出架空输电线路的状态方程及弧垂、线长、应力的计算方法；并在此基础之上结合实测的气候参数、坐标数据以及导线参数等提出了架空输电线路覆冰载荷检测系统所使用的算法。 根据所提出的架空输电线路覆冰载荷算法，对线路覆冰载荷检测及危害预报的上位机系统进行了设计。并结合实测的输电线路坐标数据和气候参数进行了仿真实验，验证了检测系统的可行性。用架空钢丝绳模拟架空输电导线进行试验，来验证该算法的精度，找出精度的影响因素为后续的算法改进提供依据。

关键词： 输电线路   覆冰   状态评估   模糊原理  

摘要： 架空输电线路的覆冰情况对电力系统的安全稳定运行带来了巨大危害,为了能准确评估输电线路覆冰状态,文章根据影响覆冰的多种条件和不确定性,提出了以输电线路在线监测系统为基础,综合分析环境温度、环境湿度、风速及覆冰厚度各种状态评估特征量,创建了基于模糊原理的输电线路覆冰状态评估方法。再根据经验和试验数据确定了模糊隶属度函数,建立了各状态评估的模糊推理规则库。最后结合现场监测试验结果能较好地评估当前输电线路和覆冰的综合状态,评估结果合理并对架空输电线路运行维护有指导意义。

关键词： 输电线路覆冰   无线通信   光纤传感   嵌入式系统  

摘要： 近年来,随着我国经济快速发展和工业化程度的不断提高,对电能的需求量也成倍的增加。但是,与此同时电力设备的维护和升级还比较滞后,监控设备的监测水平也有待提高,所以国家电网在输送电的能力、供电的稳定性、输电线路的抗疲劳度和抵御自然灾害的能力等方面都面临着日益严峻的考验。 架空输电线在低温的情况下经常发生覆冰现象,在风雪环境下更容易导致导线断线和倒塔等灾害,严重威胁输电线路的正常稳定运行。特别是最近几年我国遇到了历史罕见的雨雪冰冻灾害,给国家和社会造成了巨大的损失。而现有的覆冰监测系统存在功耗大、易损坏、数据信息传输不稳定、传输信号弱和供电困难等问题。因此,研制一种稳定运行并且能够准确采集数据的输电线路覆冰在线监测系统是摆在电力行业研究设计人员面前最重要的任务。 本课题来源于山西省大同供电公司的科研项目《输电线路安全运行在线监视和现场作业管控系统》,在研究了无线通信技术、数据采集系统和光纤传感技术的基础上,研制了一套以ARM技术和传感器技术为核心,以ZigBee和GPRS技术为媒介的输电线路覆冰在线监测系统。 本课题所做的具体工作如下： (1)分析讨论了国内外输电线路覆冰监测系统的发展现状,对各种覆冰监测方法的优缺点进行了比较和分析。 (2)介绍了光纤传感技术和无线通信技术的优势和特点,将它们有机的结合在一起,再考虑到系统实用性和可行性,提出了一套基于光纤传感器和ZigBee技术监测覆冰厚度的方案,解决了区域性无信号和覆冰厚度监测准确性差等困难。 (3)设计了监测系统的硬件电路,包括各部分元件的选择以及微处理器、无线通信、传感器数据采集、图像采集、存储、JTAG接口、电源管理等电路的设计,为控制软件的运行提供了可靠的硬件平台。 (4)完成了监测系统的软件设计,并分别对各关键模块子程序的设计进行了详细阐述。 (5)对监控中心软件做了简单介绍。

关键词： 输电线路   覆冰   措施  

摘要： 针对青海省输电线路覆冰的特点进行分析,并提出了输电线路防冰除冰的方法及对策。

关键词： 南方电网   输电线路   覆冰   预警   电力供应   安全稳定运行   监测终端   空气影响  

摘要： 受强冷空气影响，南方电网共有3R条输电线路出现覆冰现象。目前，南疗电网电力供应平稳有序，该公司正采取多项措施积极应对低温雨雪天气，320套覆冰监测终端正全面开展监测、77套直流融冰装置可随时投入使用，确保电网安全稳定运行和电力有效供应。

关键词： 输电线路   覆冰   防护措施   分析  

摘要： 介绍了输电线路覆冰的形成过程及危害,阐述并对比了当前的除冰方法,提出了输电线路覆冰的防治措施。

关键词： 输电线路   覆冰   图像处理   三维重建   在线监测  

摘要： 输电线路覆冰常危害电力系统安全运行,有效监测输电线路覆冰状况能够预防由覆冰引起的重大电力事故。文中提出一种基于图像三维重建的输电线路覆冰在线监测方法,该方法利用计算机双目视觉原理,通过2台不同位置的摄像机采集同一段线路的2幅覆冰图像,检测出图像的匹配点,利用图像间的视差计算线路覆冰在三维空间的深度,重建出线路覆冰的三维模型,最后由三维模型计算得到线路覆冰的厚度及其分布状况。应用所提出方法对2组实测图像进行三维重建分析,结果表明该方法不仅能够准确计算线路覆冰的厚度,还可反映覆冰的厚度分布特征。

关键词： 继电保护装置   输电线路   微处理器  

摘要： 电力系统运行中,随时可能会出现各种故障与不正常运行情况,这些情况无论是故障还是不正常运行,都可能引起电力系统故障,从而破坏了电力系统的正常运行,甚至还会造成重大的人员伤亡事故和电气设备的损坏。本文就110Kv双侧电源环网输电线路的继电保护进行研究与分析,并提出相应的发展趋势。