关键词： 输电线路   微风振动   有限元   分布式监测   光纤传感  

摘要： 微风振动作为威胁输电线路安全运行的主要因素之一,发生频率高且具有隐蔽性,导致线路疲劳断股以及电力金具的损坏,严重威胁输电线路的稳定运行。因此,研究微风振动机理以及输电线路微风振动监测方法,对于电力系统安全运行具有重要意义。相比于传统监测方法,分布式光纤监测具有抗电磁干扰、分布式长距离监测、无源等优点。本文研究了微风振动的形成机理和振动特性,基于分布式光纤传感技术设计了一种微风振动监测系统。本文的具体研究内容为: (1)研究了输电线路微风振动的机理,建立了输电线路微风振动有限元模型。分析了微风振动的成因和关键因素,通过动力学方程求解了输电线路不同位置的振动形式。利用有限元模型模拟输电线路在不同微风振动情况下的动态响应过程,分析了微风振动作用下线缆的频率响应、频率锁定效应以及振幅自限现象,为后续的微风振动监测系统设计提供了理论基础。 (2)分析了微风振动对光相位的调制机理以及相位敏感光时域反射仪的传感监测原理,设计了一种输电线路微风振动的分布式光纤监测方案。通过瑞利散射信号散射原理,研究了微风振动信号对探测脉冲光的相位调制作用,并基于正交解调及差分累加定位算法,设计了微风振动事件的位置定位和波形还原方案。搭建了输电线路微风振动光纤监测系统,在线路12 km处实现了平均34.66 dB的振动信号还原;在电网某架空线路上进行了微风振动监测实验,采集并还原了3.42 Hz、15.63 Hz、32.23 Hz和45.90 Hz四种不同频率的微风振动信号。 (3)针对微风振动光纤监测系统中的实时性问题,本文设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字信号处理方案。分析了相位解调和振动定位的数字信号处理流程,利用PFGA的并行处理能力,提升了信号相位解调和振动定位的运算速度,实现了信号的实时采集和处理。同时,建立了一套完整的振动监测、数据管理和远程监控软件系统,包括本地上位机软件、云端服务器以及远程管理网页。 (4)为改善微风振动波形的还原质量,分析了系统传感监测过程中的噪声成分,提出了一种基于小波域噪声估计的自适应分块降噪方法。该方法在小波域内对相位信号进行噪声水平估计,并对小波系数进行自适应分块降噪,有效抑制了系统中的相位噪声,提升振动信号还原波形的信噪比。实验证明,该方法对于单频信号和线性扫频信号均具有较好效果,在微风振动模拟实验中实现了平均10.36 dB信噪比的提升。

关键词： WAPI   电力系统   能效优化   安全接入   中继节点   输电线路  

摘要： 本文研究基于WAPI的多跳无线网络在电力系统通信中的能效优化，降低电力系统通信能耗。首先分析WAPI多跳无线网络的安全接入，并构建包含“5G+WAPI”融合型网关、适时双通道低功耗WAPI中继节点、低功耗WAPI监测节点、输电线路物联网数据中台，以及可视化展示与控制系统的输电线路5G+低功耗WAPI融合系统。在低功耗WAPI监测节点中采用CCGA算法以降低能耗。

关键词： 复合绝缘子   鸟粪闪络   动态分析   放电特性   仿真模拟  

摘要： 在当代电力系统的运行中,架空输电线路承担着电能输送的主要工作,但由于其往往架设于野外地区,这些地方的鸟类活动较为频繁,易发生鸟害故障。其中以北方地区为例,该地区分布有许多大型涉水禽类,其排便有着量大、粘度高的特点,在下落的过程中会形成较长的导电通道短接绝缘子,从而使架空输电线路的安全运行存在隐患。据统计,在河北南网近几年的输电线路故障中,鸟害故障次数仅次于雷击跳闸故障排在了第二位,其中鸟害故障的发生形式多是由鸟粪短接绝缘子引起的。 为深入研究鸟粪闪络的相关机理,本文进行了输电线路复合绝缘子鸟粪闪络的动态分析,开展了110kV、220kV、500kV电压等级下的复合绝缘子鸟粪闪络试验,研究其放电特性,并进行相应电压等级下的空间电场仿真,结合试验结果得出闪络防护半径,对降低输电线路跳闸事故发生概率、保证电力系统的稳定运行具有重要意义。本文主要工作如下: (1)根据输电线路鸟粪闪络发生现场中各部分结构的尺寸,进行了复合绝缘子、鸟粪、金具、横担等结构的建模及参数设置。结合鸟粪下落过程直至发生闪络期间各阶段的特点,利用有限元软件模拟110kV输电线路鸟粪下落过程中对复合绝缘子附近电场的动态影响,分析鸟粪闪络的发生原理和条件,为后续搭建试验平台提供理论基础。 (2)搭建了110kV、220kV、500kV输电线路复合绝缘子鸟粪闪络试验平台,完成了模拟杆塔、鸟粪模拟装置的安装与鸟粪模拟液的配置。开展了各电压等级下的输电线路复合绝缘子鸟粪闪络试验,研究鸟粪在不同水平空间位置下对闪络发生概率的影响,得出各电压等级下的闪络临界距离,并分析了鸟粪闪络的放电现象。 (3)基于110kV、220kV、500kV输电线路复合绝缘子模型,搭建了各自配套的鸟粪闪络仿真模型。仿真模拟了鸟粪闪络发生前后的空间电场变化,对比分析了鸟粪在复合绝缘子附近下落前后,对附近空间电场畸变和绝缘子伞裙沿面电场的影响。计算出鸟粪在各电压等级下的闪络临界距离附近,对鸟粪底端与均压环之间空气间隙的影响规律。并结合试验结果进行闪络概率分析,得出闪络防护半径。

关键词： 220 kV电缆   输电线路设计   纵向蛇形敷设   皱纹铝护套强度  

摘要： 合理的高压电缆输电线路设计方案对保障高压电力网安全运行及工程经济性至关重要。本文依托厦门电力进岛第二通道海沧石塘立交至厦门岛东渡变电站段双回同塔220 kV架空线缆化迁改工程项目，介绍了220 kV高压电缆线路电缆布置设计方案，可供同类工程借鉴。

关键词： 水磨钻   输电线路   水磨钻挖孔桩技术  

摘要： 输电线路基础工程中，水磨钻挖孔桩技术是一种常用的施工方法，用于打孔和固定输电线路的基础桩。本文从水磨钻挖孔桩原理、水磨钻施工流程与方法、水磨钻挖孔桩技术内容三个部分，其中，水磨钻挖孔桩原理包括水磨钻结构组成和成孔原理，水磨钻施工流程分为测量布置、设置取芯点、钻孔取芯、分裂破岩、分块取岩、桩孔修正、安全质量控制措施七个步骤，这七个步骤代表着水磨钻施工的完整流程。此外，水磨钻挖孔桩技术内容主要技术内容、常见水磨钻机特点、预期技术经济目标三个方面。

关键词： 220kV输电线路   不停电跨越   施工技术  

摘要： 随着电网建设和维护需求的增长，220kV输电线路不停电跨越施工技术显得尤为关键，不仅可以保障电网稳定运行，还能确保施工安全。鉴于此，本文详细介绍了跨越架搭设、抱杆架体跨越及跨越索道架设等技术的应用与改进，分析了相关技术的实施细节和安全措施，结果显示此类型技术的合理应用能有效提高施工效率、降低施工风险，对提升输电线路施工安全和工程质量具有显著意义。

关键词： 电力巡检   输电线路异物   改进YOLOX   图像去模糊   目标检测  

摘要： 随着中国的现代化进程不断加速推进,对电能资源的需求与日俱增,确保可靠安全的电力供应尤为关键。作为电能传输的重要载体,输电线路的安全稳定运行是电能供应的重要保障。鉴于输电线路架设地域偏远,跨越范围广阔,极易悬挂各种异物,从而引发各种短路甚至火灾事故,因此必须开展输电线路巡检工作。为了减轻电力相关部门人工巡检的负担,基于图像处理的自动化电力巡检方式应运而生。本课题对输电线路异物检测进行研究,在电力巡检过程中,针对因无人机相对运动造成的图像模糊,以及异物检测难度大准确率低的问题,本文提出了改进MIMOUNet的图像去模糊算法和基于改进YOLOX的目标检测算法,并搭建基于图像处理的输电线路异物检测系统,对输电线路上存在的异物进行检测。实验结果表明,本文方法的检测效果更准确,对于输电线路异物检测研究具有重要的参考价值。本文主要研究工作如下: 1.针对实际中获取的输电线路异物图像资源有限的问题,采用多种数据增强方式对原始数据集进行扩增并使用人工标注,构建输电线路异物检测数据集,为后续实验奠定基础。 2.针对电力巡检过程中采集的图像存在模糊且现有去模糊方法复原细节效果差等问题,基于MIMO-UNet网络模型,提出了一种RFDMFFN算法。采用轻量的残差特征蒸馏模块,并设计多尺度特征渐进式融合模块,以提升网络特征学习能力,恢复出更丰富的细节信息。通过实验与其他算法相比较,实验结果表明改进算法的评价指标更优异,对模糊图像的恢复最为清晰,便于异物检测任务的进行。 3.针对输电线路异物人工检测存在局限以及智能检测算法准确性低等问题,利用YOLOX网络模型设计了输电线路异物检测算法。结合Swin Transformer V2构建主干特征提取网络,采用重参数化模块Rep VGG,并设计混合金字塔池化模块HSPP,以便网络更好的提取特征信息。通过设置对比实验和消融实验进行验证,实验结果显示,改进的YOLOX算法准确率较高,检测效果较好。 4.搭建基于图像处理的输电线路异物检测系统,通过设计无人机飞控以及图像去模糊的软硬件部分,构建可视化的异物检测界面,运行改进的异物检测算法,实现输电线路异物的准确检测。 图[62]表[6]参[91]