输电技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇输电技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

1.1直流输电系统构成

糯扎渡直流输电系统的构成主要由整流站（普洱换流站）、逆变站（江门换流站）和直流输电线路构成，江门换流站在糯扎渡工程中必要时也可作为整流站向云南普洱换流站送电，实现功率反送。直流输电工程有双极方式、单极大地回线方式、单极金属回线方式、单极双导线并联大地回线方式等多种运行方式，糯扎渡直流工程采用双极（正极和负极）两端中性点接地方式，利用正负两极导线和两端换流站的正负两极相连，构成直流侧闭环回路。两端接地极所形成的大地回路，可作为输电系统的备用导线，正常运行时，直流电流的路径为正负两根极线。正负两极在地回路中的电流方向相反，地中的电流为两极电流的差值。两极中的任一极均能构成一个独立的运行单极输电系统（如糯扎渡工程2013年9月3日投运的极2阀组2系统）。

1.212脉动换流器

江门换流站采用的12脉动换流器是由两个6脉动换流器在直流侧串联而成，其交流侧通过换流变压器的网侧绕组并联。换流变压器的阀侧绕组一个为星形接线，另一个为三角形接线，从而使得两个6脉动换流阀的交流侧得到相位相差30°的换相电源。12脉动换流器由V1-V12共12个换流阀组成，在每一个工频周期内有12个换流阀轮流导通，它需要12个与交流系统同步的间距为30°的按序触发脉冲。12脉冲换流器的优点之一就是其直流电压的质量好，所含谐波成分少。其直流电压为两个换相电压相差30°的6脉冲换流器的直流电压之和，在每个工频周期内有12个脉动数，称为12脉动换流器。直流电压中仅含有12k次的谐波，而每个6脉动换流器直流电压中含有6（2k+1）次谐波，因此彼此的相位相反而相互抵消，有效的改善了直流侧的谐波性能。12脉动换流器的另一个优点是其交流电流质量好，谐波成分少。交流电流中仅含12k+1次谐波，每个6脉动换流器交流电流中的6（2k-1）次谐波在两个换流变压器之间环流，不进入交流电网，12脉动换流器的交流电流中不含这些谐波，有效的改善了交流侧的谐波性能。

1.3换流阀

换流阀作为“心脏”存在于直流输电系统中，江门换流站换流阀采用400+400kV配置，0-400kV为低端阀厅，400-800kV为高端阀厅，当直流输电线路电压升至800kV时，高、低端阀厅同时投运，如果任何一个阀厅出现问题，另一个桥可在400kV的电压下继续运行，此时输电线路电压为400kV。每个12脉动桥包括2个串列的6脉动桥。每个6脉动桥包括3个200kV直流电压的双重阀塔，每个双重阀塔由2个单阀组成，单阀由2个晶闸管组件组成，每个双重阀塔包含4个晶闸管组件。一个晶闸管组件包括两个阀段，每个阀段由15个晶闸管单元、一台阀电抗器（限制晶闸管开通时电流突增和关断状态下瞬态dU/dt）、一台均压电容（均衡阀塔内电压、为RPU提供电源）组成。一个晶闸管单元包括晶闸管、TVM、直流均压电阻（均衡晶闸管上的电压）、阻尼电阻（减少阻尼电容和电感引起的震荡，承担阻尼电容电流）、阻尼电容（吸收晶闸管关断时的冲击电压）等元件。

1.4阀基电子（VBE）

阀基电子（VBE）设备：对换流阀晶闸管进行触发与监视，将各阀连接至控制和保护系统，包括晶闸管控制与监视系统（TC&M）模块，光发射和接收模块，控制保护恢复模块（RPU），电源模块和接口。晶闸管控制与监视系统（TC&M）：接收来自极控制盒保护的信号，将这些信号转换成触发晶闸管的脉冲和对每个阀段内的控制脉冲，这些脉冲通过光发射板或RPU接口板转换为光脉冲，通过光缆送到每只晶闸管和RPU。光发射板：从TC&M接收信号，将其转换为触发光脉冲。光接收板：接收每个TVM的回报信号，将信号传送到TC&M系统。晶闸管电压检测（TVM）：检查晶闸管的闭锁能力、检测晶闸管能否开通、检测晶闸管导通结束时刻、检测晶闸管的过电压保护电路是否能够正常工作。反向恢复保护单元（RPU）：每个阀段有一块RPU板，RPU板串联到阀组件均压电容上，RPU板工作电源取自均压电容两端，晶闸管关断且处于反向恢复时，VBE发送信号，如果RPU监测到阀段上正向电压的上升速率超过允许值，就会向该阀组件中的MSC发出触发光脉冲，控制阀段内所有晶闸管的导通。多路星形光耦合器（MSC）：每个晶闸管组件安装有一台多路星形耦合器MSC，MSC包含两个单元，一个单元对应一个阀段，MSC接收三路激光二极管发出的光脉冲，并均匀发送到与其相连的光触发晶闸管。

2结束语

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关键词：10kV；电力系统；电缆故障；故障诊断

中图分类号：TM75 文献标识码：A

1概述

10kV电力系统的电力电缆的稳定可靠运行，对于广大地区的电力供应，有着直观重要的作用。10kV电力系统的电缆在运行中一旦发生故障，则直接影响到千家万户的正常用电，同时对社会经济、商业等也会造成严重损失。因此，如何确保10kV电力系统运行中电力电缆的稳定可靠的运行，是供电单位需要重点解决的技术问题之一。

鉴于此，本论文结合10kV电力系统在实际运行中经常出现的故障类型，详细探讨了10kV电力系统运行中电缆故障的类型，并结合具体的故障诊断技术深入探讨电缆的维护，给出具体的维护建议和措施，以期能够对10kV电力系统电缆的稳定可靠运行提供可供借鉴和指导的技术和方法，并以此和广大同行分享。

2 10kV电力系统电缆常见故障类型分析

（1） 短路故障

通常来说，导致输电线路发生短路故障的原因主要有以下几个：

①线弧垂大，两根导线由于风力作用摆动而发生相碰或者是绞线，从而发生短路故障；

②由于外力作用或者是人为误操作，使得导电体连接两根输电线路之间，从而发生短路故障；

③由于两根导线之间的绝缘层被击穿，也会发生短路故障。

（2） 断路故障

输电线路在某处发生断路，导致电路回路不通，就是常说的断路故障。断路容易使得输电线路在断口处发生电弧现象，进而引发电力事故。

通常来说，导致输电线路发生断路故障的原因主要有配电低压侧一相保险丝熔断；架空输电线路的一相导线因故断开；导线接头接触不良或烧断；外力作用造成一相断线等。

（3） 接地故障

接地故障就是指输电线路因为偶然或者人为误操作而接触大地大导体而发生的故障。通常由于导线断开，一端导线落地，或者由于外力作用破坏导线造成导线落地等因素，接地故障会造成输电线路对周围导体放电，存在严重的安全隐患。

3 10kV电力电缆故障诊断技术应用探讨

3.1 故障诊断原因分析

对于上述的各种常见的电力电缆故障，造成这些故障的原因是多方面，有内部原因，也有外部因素，因此在分析故障原因是，需要针对具体故障类型有针对性的进行分析。总体上来说，电力电缆发生上述故障的原因主要有以下几个方面：

（1）机械损伤（2）材料缺陷（3）绝缘老化（4）违规操作

3.2 10kV电力电缆故障诊断方法分析

结合上文分析的电缆常见故障诊断原因，就可以有针对性的进行故障诊断。目前10kV电力系统中针对电缆故障实施的故障诊断技术方法，在具体实施时可以按照如下步骤进行故障诊断：

（1） 故障定性

当电力电缆发生故障时，首先可以分析故障的原因，从而为故障定性，究竟是短路故障还是断路故障。

（2） 故障点初步定位

在得出电力电缆故障的性质后，就可以对故障点进行初步定为，通常采用的方法有电桥法和脉冲反射法。传统的故障初步定为是将高阻故障烧穿后变为低阻故障，然后运用电桥法或者脉冲反射法，利用电桥平衡电压或者脉冲的反射频率快速得到故障发生的大致位置。

（3） 故障点的精确定位

在故障初步定位的基础上，利用声测法或者音频电流感应法就能够实现对故障的精确定位。声测法实质上是利用了故障点被击穿后放电引起声波震动的原理实现故障点的定位；而音频电流感应法是利用外源发出固定频率的音频电流信号，通过专有设备检测音频电流周围分布的电磁场的强弱，从而实现对故障点的精确定位。

3.3 10kV电力电缆运行维护建议

（1） 实施状态维修管理模式

对电力电缆实施状态维修，通过定期监测电力电缆的状态，对其受潮、老化、绝缘等状态进行监测，给出电力电缆的状态评估，从而将电缆的维修提前至故障发生之前，将故障扼杀在萌芽中，能够有力的提高电力电缆运行的稳定性和可靠性，同时对于大幅降低电力电缆故障诊断成本具有很好的意义。

（2） 发展新型智能电力故障诊断技术

输电线路故障诊断技术目前主要是借助于专家系统实现输电线路故障的识别与诊断的。专家系统也是目前应用最为广泛和成功的人工智能技术之一。借助于专家系统，提前将输电线路可能发生的各种类型的故障特征录入专家系统，然后对输电线路设定门槛值，一旦输电线路的特征值达到预先设定的门槛值，且某种逻辑关系成立，则系统判定为发生故障，并根据系统预先设定的故障码给出故障诊断结果，这就是专家系统实现故障诊断的基本原理。目前人工智能也发展出了其他分支，诸如模糊诊断、神经网络诊断等等，相较于传统的单一的专家系统实现的输电线路故障诊断模式而言，人工智能技术实现的故障诊断技术显然具有更加广阔的应用前景。

结语

电力电缆是电力系统中的重要组成部分，对于电力系统的安全、稳定可靠运行，具有举足轻重的意义，尤其是对于10kV电力系统运行中的电缆而言，其故障直接影响到了千家万户的正常生活，所以供电单位和电力检修单位对于10kV电力系统中的电力电缆的维护还是很重视的。本论文主要从常见的故障诊断切入，详细探讨了10kV电力系统运行中的电缆常见的故障类型及其诊断方法，对于提高电力电缆的稳定运行，以及提高10kV电力系统中电缆故障诊断应用水平具有很好的理论指导意义。当然，10kV电力系统在实际运行中，还有可能发生其他类型的故障，本论文限于篇幅，不可能逐一探讨，更多的故障诊断技术的应用有待于广大电力工程技术人员的共同努力，才能够最终实现我国电力电缆故障诊断技术及其应用水平的不断提高。

参考文献

[1] 华欣.电气设备绝缘在线监测刍议[J].四川电力技术，2001，（2）：49-52.

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1 GPS—RTK系统的基本组成

GPS—RTK系统主要由基准站和流动站组成，其中基准站由GPS接收机、电台、调制解调器、基准站手薄、接收机天线盘、基座、电台天线、三脚架、蓄电池等组成;流动站主要有流动GPS接收机、手薄、手薄托杆、接收机天线盘、背包等组成。在进行GPS—RTK测量时，要保证测量设备能同时接收5颗GPS卫星信号，并且能同时接收GPS卫星信号和基准站差分信号。

2 GPS—RTK技术的基本原理

采用GPS—RTK技术进行定位时，需要基准站和流动站紧密的进行配合，基准站将测站的已知数据和观测值利用数据链传送到流动站，流动站接收到基准站的信息后，会在系统中，和采集的GPS观测数据进行对比处理，然后得出精确的定位结果。整个过程十分快捷，能在几分钟甚至几秒内完成，并且定位精度能达到厘米级。GPS—RTK技术定位的关键是数据传送和数据处理，随着科技的不断进步，GPS—RTK技术的数据传输和处理将会越来越先进，而GPS—RTK技术的应用也会越来越广泛。

3 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的优势

及不足

3.1 GPS-RTK技术在高压输电线路测量中的优势

GPS—RTK技术的测量效率很高，在传统的输电线路测量过程中，需要先确定平面位置，然后在进行高程测量，将GPS—RTK技术应用在高压输电线路测量中，可以利用GPS—RTK技术的三维坐标信息，不需要进行中平测量，极大的提高了输电线路的测量效率。RTK技术测量覆盖面很广，一般情况下，一个参考站能覆盖10 km，在整个线路中，只需要设置好首级控制网，就能覆盖整条线路，在测量放样过程中，只需要控制好首级点的坐标，就能随时进行中线放样，不需要担心由于一些重要点丢失，对整条线路的测量造成困难。RTK技术的测量精度很高，首级网和中线可以直接进行联系，不会积累误差的现象，能有效地提高测量精度。GPS—RTK技术在高压输电线路勘测中基本实现了智能化、自动化数据处理，极大的提高了测量作业的工作效率，降低了测量人员的劳动强度，降低了测量费用。

3.2 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的不足

在进行GPS—RTK测量时，测量结果可能受到卫星可见度的影响，并且外界干扰也会对测量结果造成一定程度的影响，同时采用GPS—RTK技术进行高压输电线路测量时，需要提供合理的电源。由于很多高压输电线路会通过山区，而山区的测量条件比较差，采用GPS—RTK技术勘测时，要根据实际情况，选用合理的观测时段和观测点，从而保证获得良好的观测效果。

4 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的应用

4.1 测绘中小比例尺地形图

一般情况下，高压输电线路的选线设计往往会使用

1？誜5 000的比例尺或1？誜10 000的地形图上进行，对于这些中小比例尺地形图，如果使用航测方法进行成图，需要建立控制网，并进行航空摄影，然后在进行测量、外业调绘，最后还需要在野外进行信息采集，并在测量站中进行地形图编辑。这种成图方法的干扰因素很多，工作步骤也比较繁多，成图时间比较长，对线路的选线设计有很大的影响。如果采用GPS—RTK技术，只需要在野外采集局部点的数据及相关信息，就能在现场编辑地形图，这种方法成图速度快，操作简单，极大地降低了成图的难度。一般情况下，当高压输电线路小于100 km时，常采用GPS—RTK技术进行地形图测量。

4.2 定位测量和定线测量

当地形图测量完成后，工作人员就能在地形图中将高压输电线路的走向绘制出来，并初步确定转角塔的位置，然后勘测人员会根据塔位坐标进行定位测量和定线测量。为保证控制点能用于统一的坐标系中，在测量高压输电线路时，勘测人员会利用过去的控制点求解某一区域的转换参数。在测量前对测量区域进行点校正，基准站校正点坐标的获取方法有两种：

①直接利用已知的静态数据，将校正点坐标输入手薄中进行求解。

②将仪器设置基准站上，从手薄中读取出基准站的校正点坐标，然后将流动站设置控制点上，采集到校正点的坐标。

在测量过程中，勘测人员要将校正参数记录在手薄中，从而对其他控制点进行校正。

4.2.1 定位测量

勘测人员可以根据塔位坐标，利用GPS—RTK技术的定位功能，将塔位点的坐标输入手薄中，GPS—RTK系统就会自动将塔位的实际位置显示出来，在测量过程中，勘测人员可以利用手薄上的收敛值，对放样点的定位精度进行确定，当点位的精度达到相关要求后，就可以停止观测，将点位坐标存储起来。当测量区域没有干扰时，仪器锁定5颗GPS卫星后，RTK测量能在5 s内获得固定解，此时手薄显示的收敛值能真实的反映定位点;当测量去有一定的干扰时，RTK测量需要几十秒甚至几分钟获得固定解，此时手薄显示的收敛值可能存在一定的误差，这就需要勘测人员认真的采集术数据，并对观测质量进行认真的审核，从而保证定位点的可靠性。

4.2.2 定线测量

勘测人员可以使用GPS—RTK技术的定线功能，将相邻两个转角塔的坐标输入手薄中，建立基准线，系统就会显示一个单位圆和主线，同时还会得出流动站实际位置和主线之间的距离及流动站偏离主线的角度，勘测人员可以根据主线的位置移动流动站，当主线和流动站重合后，就能确定两个转角塔之间直线塔的位置。

4.3 断面图测量

利用GPS—RTK技术的定线功能，将两个转角塔的坐标输入系统中，根据手薄显示的结果，找出中线点的位置，然后根据当地的地形特征，每隔一段距离采集一个中线点，然后将采集的信息存储起来，完成野外数据信息的采集。野外数据信息采集完成后，将采集的信息输入计算机中， 对这些信息进行整理编辑，就能形成断面图。数据输入计算机的方法有以下三种：

①利用手工输入法，将原始数据输入计算机中。

②采用表单输入法，将原始数据批量输入计算机中。

③导入法，利用数据连接线，将手薄和计算机连接起来，将原始数据导入计算机中。

在这三种方法中，手工输入法费时费力，容易出现错误，不能用于大的电力工程中;表单输入法和导入法能对数据[第一论文 网专业提供毕业论文写作和写作毕业论文论文的服务，欢迎光临dylw.neT]进行批量处理，具有比较高的自动化程度，因此，在实际测量中，测量人员要根据实际情况，选择合理的数据输入方法，快速、有效地得出断面图，从而为高压输电线路施工的顺利进行提供保障。

5 结 语

GPS—RTK技术具有测量精度高、测量效率高、覆盖面广等优点，将其应用在高压输电线路测量中，能有效地提高测量质量，为高压输电线路的施工质量提供保障，因此，在实际测量中，要合理使用GPS—RTK技术，促进电力行业的快速发展。

参考文献：

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论文摘要：电力电子技术正在不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。

1前言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

2电力电子技术的应用

自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

2.1在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1.1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时（尤其是抽水蓄能机组），机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

2.2在输电环节中的应用

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

2.2.1直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDCLight）技术

直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2.2.2柔流输电（FACTS）技术

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。

20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。2.3在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力（CustomPower）技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

2.4在节能环节的运用

2.4.1变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30%左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。

2.4.2减少无功损耗，提高功率因数

在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低，设备破坏，功率因数下降，严惩时会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增装无功补偿设备，提高设备功率因数。

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[关键词]输电线路杆塔倾斜监测系统　zigbee和GSM技术

一、选题背景及其意义

随着科技进步及工农业的现代化发展，用电量大幅上升，对电网供电安全性、可靠性提出了越来越高的要求。架空高压输电线路是电力系统的动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。目前我国对线路等的检测经验还较少，还没有相应的国家标准。另外随着近年来煤矿的大量开采造成形态各异的地下采空区，引起地面沉降、断裂等一系列工程地质灾害，这些采空塌陷区，大多分布广，延伸远，可造成地表输电线路基础倾斜、开裂、杆塔变形、倾倒，引起绝缘子串和地线线夹迈步，电气安全距离不够等问题，当问题扩大时容易造成倒杆断线，电气距离不够引起跳闸等事故。严重威胁输电线路的安全运行。

本论文设计的输电线路杆塔倾斜监测系统，在杆塔发生异常时，能够及时向管理中心汇报相关数据。该系统对于处在采空区的线路杆塔可以进行全天候的监测，能够及时准确的测量由于地面沉降等原因造成的杆塔倾斜角度，当杆塔顺线路或横线路倾斜角度超过预定报警值时，系统可发出报警信息，使工作人员能够及时处理危情，并且大大的减少了人工的巡视次数，提高了杆塔的安全系数。

二、国内外研究动态

近年来，随着经济的发展和社会的进步，越来越多基于网络化、模块化、智能化的系统应用在电网中。但目前我国电网智能化仅处于刚刚起步的阶段，尤其在运行状态检测环节上，和世界上先进发达国家的技术还有较大的差距。同时铁搭运行状态的稳定，是输电环节中的重中之重，因此应研究一套较为合理的杆塔运行状态监控系统，来保证输电环节的稳定。

目前国内已涉及线路监测系统的研究，例如高压输电线路绝缘子带电检测、杆塔故障在线监测、杆塔倾斜测量等。国外在这方面也有较多的研究。该系统采用移动通信网络作为数据传送媒介，为系统的数据传输提供更加简捷、便利的手段。

三、主要研究内容

本论文主要研究杆塔倾斜测量技术，传输线路周围的温度、湿度、气候检测，无线网络数据远程通讯方面的研究。

本文研究的主要内容如下：1、分析研究了倾角传感器的工作原理、GSM技术的工作原理，制定了监测仪设计的硬件和软件总体流程。2、根据监测仪设计方案，选择了该设计中的主要器件。包括倾角传感器的选择、GSM通信模块的选择、太阳能蓄电池的选择等。充分体现了监测仪设计中低成本和低功耗的要求。3、设计了硬件电路，包括微控制器ATmega64A的最小系统、电源电路、通信电路、电压电流转换电路等。4、实现了软件设计，包括系统初始化、A／D信号采集部分程序、按键中断程序等。5、在整体设计中，采取软件和硬件的方式，增强监测仪的抗干扰性和稳定性。6、通过EMC电磁兼容实验等验证了监测仪的稳定性和可行性。

四、研究方案及难点

整个系统的工作过程为：数据采集主模块根据监控中心设置好的采样间隔，定期产生数据采集命令发送到ZigBee主节点，然后由ZigBee主节点将数据采集命令广播给其他ZigBee子节点，ZigBee子节点再将数据采集命令发送给自己的数据采集模块，数据采集模块接到命令后，开始进行倾角、绝缘子拉力以及风向、风速、电源电压等数据的采集。

采集完成之后再发送给ZigBee模块，然后通过各ZigBee子节点将采集到的数据以接力的方式传送给ZigBee主节点，ZigBee主节点将各数据采集模块采集到的数据发送给数据采集主模块。最后由数据采集主模块将所有数据通过串口发送给GSM模块，由GSM模块将数据通过移动通信网络发送到监控中心的GSM模块，再通过串口发给Pc机后台。最后由Pc机完成数据的处理、存储和显示。

该系统的主要模块功能如下：

1.中央处理器。核心微处理器选用ATmega64A，它是由ATMEL公司推出的一款高性能，低功耗的8位AVR微处理器。最高处理速度可达16MHz，其芯片内部集成了大容量的Flash程序存储区和功能丰富强大的硬件接口电路。先进的RISC结构，拥有130条指令，大部分指令执行时间为单个时钟周期。

2.定时时钟模块。实时时钟芯片选用Philips公司生产的串行日历时钟芯片PCF8583.该芯片供电电压范围宽、功耗小、计时准确。

3.数据采集模块。在输电线路杆塔的运行时，数据采集模块主要进行杆塔倾角数据、绝缘子拉力数据以及风向、风速、气温、湿度，电源电压数据的采集。数据采集模块为分层次设计，有主辅之分，主模块除了在完成上述功能以外，还负责将产生的数据采集命令，以及各个节点数据的打包、处理、发送。

4.ZigBee模块。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

5.GSM模块。GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。

使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能，它是基于ARM平台，使用嵌入式系统进行开发。有些GSM模块具有“开放内置平台”功能，可以让客户将自己的程序嵌入到模块内的软件平台中。

6.监控中心。包括GSM接收模块和后台管理软件，主要完成杆塔运行状态的实时显示、数据存储以及对于数据采集模块参数的控制。

7.电源模块。本系统包括太阳能电池板和蓄电池，主要为数据采集模块、ZigBee模块和GSM模块提供电能。

8.设计环境。硬件电路以Protel99SE(sP6)为环境进行设计，机械相关的设计以AutoCAD2006为环境进行；软件用c语言编写。

本设计中的杆塔倾角监测系统实现了低成本、低功耗，并采取zigbee及GSM无线通信的技术，实现倾角监测仪与杆塔监控中心的通信。

难点预计出现在倾角计算及程序的设计，再有系统的通信链路的安全，可靠；数据库的安全，主要是权限管理和数据备份。

五、预期成果和可能的创新点

文章论述的铁塔倾斜实时监测系统测量精度高、实时性好、运行成本低。该系统在实际运行过程中拥有较强的可靠性、稳定性具备在恶劣的环境下持续正常工作的能力，保证较长的使用寿命；系统进行操作时，无需记忆复杂的工作指令，应具有美观有好的人机界面；工作人员可以远程对系统进行控制、管理、维护，无需人员到现场。系统通过对塔身状态信息的综合在线监测，实现了倾角状态的全记录并起到预警，告警的功能便于提前采取有效措施，确保电网及通信网络的安全运行。从实际运行结果看系统是一种有效的监测铁塔倾斜的系统，有广阔的应用前景。创新点：为了以后对本系统的功能进行扩展，系统预留一些模拟量输入接口；通讯方式的扩展，支持短信息。

参考文献：

[1]刘君华.现代检测技术与测试监测仪设计[M]西安：西安交通大学出版社，2001

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关键词：全寿命成本；输电线路设计；设计方法

中图分类号：TM621.5文献标识码：A

一，输电线路全寿命成本的预测模型

1，预测模型研究流程

对输电线路全寿命周期成本分析研究的本质是:在输电线路的设计阶段,在系统规划给定的决策信息条件下,基于输电线路的一般设计,对输电线路全寿命周期内的所有成本进行有效地预测,以根据全寿命成本的比较对输电线路的原有设计进行必要的反馈以改善其设计,使之符合输电线路建设的全寿命理念要求。

既然本项目是对输电线路全寿命成本进行先期的预测性研究,因此,应界定输电线路全寿命成本预测分析基本的前提假设条件,即在设计阶段,输电线路的全寿命成本预测是在输电线路的正常设计、正常施工及正常运营的情况下进行的,不考虑输电线路全寿命周期中的不可预测的偶然事件影响。

本文推荐的全寿命成本预测模型研究流程是:在输电线路部分确定性己知条件下,由常规性设计的经验,进行输电线路后续本体的设计假定,从而确定模糊的假设条件,如后续设计部件大约的型号、数量等参数,以此进行输电线路各个设计过程的全寿命成本计算。

依据输电线路设计过程进行的输电线路全寿命成本计算思路，在实质上,无论是在输电线路哪个设计过程及设计层次,通过已知的确定设计条件及根据设计经验确定的后续其它部件设计的模糊条件,构成输电线路一般设计的所有条件,由此,在足够的设计信息下根据同一分析方法进行同样的输电线路全寿命成本计算。

2，全寿命成本表示方法

依据输电线路的设计过程,在各类确定的及模糊的部件设计条件及设计参数下,其全寿命成本的的现值是与路径相关的成本现值、导地线的全寿命成本现值、杆塔的全寿命成本现值、基础的全寿命成本现值、绝缘子的全寿命成本现值、金具的全寿命成本现值、防雷及接地的全寿命成本现值、其它成本的全寿命成本现值等之和。

二，基于全寿命成本的输电线路设计方法

设计作为输电线路项目全寿命周期管理的龙头环节,全寿命周期设计意味着,在设计阶段就要考虑到产品寿命历程的所有环节,以求产品全寿命周期所有相关因素在产品设计阶段就能得到综合规划和优化。输电线路设计不仅是设计功能和结构,而且要考虑到电网的规划、线路本体的设计、线路的施工安装、线路的运行、维修保养、直到回收处置的全寿命周期过程。

根据全寿命成本的预测分析及输电线路的分层次设计方法,可建立基于全寿命成本的输电线路设计方法,其本质是:在系统规划给定的决策信息条件下,在满足输电线路各部件及整体技术性要求的基础上,通过一般性的设计,对输电线路全寿命周期内的所有成本进行有效地预测,从而可根据全寿命成本的比较对输电线路的原有设计进行必要的反馈以改善其设计,使之符合输电线路建设的全寿命理念要求。该方法的设计流程可见下图基于全寿命成本的输电线路“分层循环反馈”设计流程：

由上图可知,输电线路的设计是基于全寿命成本的分层次设计,即各个层次的设计均需全寿命成本的循环比较来进行具体设计的选择,可称为“分层循环反馈”设计方法。应用本设计方法,输电线路的设计和全寿命成本的预测是共同进行的,即各个层次的输电线路设计及全寿命成本预测均是在部分确定的己知条件下,由常规性设计的经验,进行输电线路后续本体的设计假定,从而确定模糊的假设条件,如后续设计部件大约的型号、数量等参数,以此进行输电线路各个设计过程的全寿命成本预测,从而对设计方案的选择提供全局性的经济指标。

三，实例分析

本节以导线方案优选举例说明基于全寿命成本的输电线路设计方法。

1，前提条件的确定

经过预测模型研究流程分析,架空导地线路全寿命成本的具体分析是在输电线路路径已选择完成的情况下,经过导地线的具体设计已掌握了部分必要的已知条件,它们包括了:输电线路设计的具体长度；输电线路路径的不同地形比例及气象信息分区；输电线路经过地区的各类状况；输电线路导地线的型号及相应长度；输电线路导地线的预期设计使用寿命；输电线路导地线的失效模式及相应的失效概率。

2，成本模型的建立

导地线包括了导线与地线,由于两者的使用寿命不一致,因而需分别进行建模。导地线成本主要包括了建设成本(即初始材料成本及初始建造成本)、检测维护成本、维修更换成本、失效成本、线路能耗成本及残值等。

以某5O0kV输电线路工程导线方案比选为例,已知该项目的路径长度为119km,采用双回路,主要气象条件为最大风速32m/S,覆冰厚度10mm;系统输送功率额定为1200MW.通过计算比较发现：是依据本文推荐的“分层循环反馈”设计流程,完全可以精确预测整个项目方案的全寿命成本。

本文推荐的全寿命成本预测模型研究流程是:在输电线路部分确定性已知条件下,由常规性设计的经验,进行输电线路后续本体的设计假定,从而确定模糊的假设条件,如后续设计部件大约的型号、数量等参数,以此进行输电线路各个设计过程的全寿命成本计算。根据全寿命成本的预测分析及输电线路的分层次设计方法,可建立基于全寿命成本的输电线路设计方法一“分层循环反馈”,其本质是:在系统规划给定的决策信息条件下,在满足输电线路各部件及整体技术性要求的基础上,通过一般性的设计,对输电线路全寿命周期内的所有成本进行有效地预测,从而可根据全寿命成本的比较对输电线路的原有设计进行必要的反馈以改善其设计,使之符合输电线路建设的全寿命理念要求。最终本文以导线方案优选举例说明基于全寿命成本的输电线路设计方法。

结语

在输电线路设计中提出了基于全寿命成本的输电线路设计方法一分层循环反馈方法。根据输电线路的确定性已知条件和模糊性假定条件,建立了输电线路主要部件全寿命成本的分层循环反馈预测模型。该模型通过仿真计算输电线路全寿命周期内的所有成本,并对输电线路的设计流程加入反馈功能实现对设计方案的改进,使之符合输电线路建设的全寿命理念。通过案例分析,证明了基于全寿命成本的分层循环反馈方法切实可行。

参考文献

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【关键词】广域网 输电线路 CLIENT/SERVER

【中图分类号】TP393.2 【文献标识码】A 【文章编号】1009―9646(2008)08(b)-0234-01

伴随着我国经济的快速发展,电力工业发展迅猛,同时随着我国电力体制改革的深化,电力用户的用电意识日益增强,其对电能质量的要求也日益提高。电力用户要求有安全、持续、稳定的电能供应。而输电线路是电力系统的重要组成部分,它将发电厂、变电站、配电设备和电力用户连接成一个有机整体。输电线路的稳定运行直接关系到供电系统的安全稳定运行和用户的用电安全以及用电设备稳定的工作。提高输电线路的运行管理水平,对提高电力系统可靠性、安全性有重要作用。必须利用现代计算机网络技术建立生产MIS系统,加速生产数据信息的处理、交换和共享,这是供电企业提高生产管理水平的必由之路。

国内外针对输电线路管理系统方面开发的产品众多,但是由于管理目标和实际情况不同,都存在一些问题和不足。有的输电线路管理系统由于采用的是基于三维GIS的平台,资料管理员需要直接维护地理信息资料,这就加大了管理员工作量。这使得基于GIS平台的输电管理系统在实际应用中面临许多困难和问题。同一供电单位不同部门之间不能实现信息共享,以致信息传递仍然要靠传统的方式通过报表来传送。为了解决以上问题,使电力管理部门提高线路运行管理水平,就需要开发一套能够运用于市、县、区各级供电局、省网公司各个级别部门的输电线路信息管理系统,使电力生产的输电管理工作标准化、规范化,满足电力工业发展的需要。

1 系统总体结构

本系统采用C/S三层结构,实现数据库服务器,应用服务器和客户端的分离。三层结构将数据处理过程分为三部分:第一层是客户端(用户界面层),提供用户与系统的友好访问;第二层是应用服务器,专门负责业务逻辑的实现;第三层是数据服务器,负责数据信息的存储、访问及其优化。由于业务逻辑被提取到应用服务器,大大降低了客户端负担,因此也称为瘦客户(Thin Client)结构。三层结构大大增强了系统安全性和可维护性并为今后的系统升级提供了极大的便利性。

(1)系统设计思想

面向输电线路班组以及生产的全过程,使得供电企业的各个部门实现数据共享,数据的上报回退在广域网内自动完成。解决以往输电线路管理系统中存在的重视线路设备管理,轻视生产管理的问题。引入工作流技术,能够根据实际的业务流程在广域网上进行上报、审核、回退等工作。

(2)系统模块结构描述

系统总体模块共包括四个方面。

输电线路台帐管理是线路管理中最基础的内容,包括线路台帐录入、线路变更以及附属设备台帐建立、变更四大模块。它的内容包括线路电压等级、输送容量、联结方式、起止点、回路数、路径、线路长度、线路名称、线路建设和启用时间等内容。为了解决输电线路数据属性难以统一的问题,系统把输电线路数据分为属性数据和空间地理数据。如此可解决输电线路数据纷繁复杂的问题,实现了线路管理的方便快捷。

输电线路运行、检修记录登记是线路管理的重中之重,它的好坏直接决定了线路管理系统的优劣。包括线路巡视和检查,部件缺陷及后续的消缺处理登记、消缺查询和统计及生成各种生产指标以及工作票的编制和生产计划的制定,生产任务的制定四大模块。该单元处理线路日常管理中的绝大部分工作,操作简单,使现场运行人员从繁复的日志记录中解脱出来,达到真正的无纸化办公,使得日常工作的重点放在巡视和检查上。这是本系统的特色之一。

特殊区域管理是线路管理中的薄弱环节,也是管理中的难点。特殊区域包括污秽区、鸟害区、雷击区、人为外力破坏区、覆冰区舞动区等。该单元管理的内容包括特殊区域的台帐建立和图形化表示,记录相关大气环境和典型气象资料,污源分布信息,记录盐密点档案信息,处理方案等内容及历史污秽区的调阅与打印等模块。

线路设备查询统计计报表的打印单元。包括送电线路运行和检修月报,安全月报,设备评级月报,年度综合月报等,以及各种电压等级线路长度查询结果的打印。

2 系统特点

(1)本系统解决了同杆并架回路台帐建立的问题。台帐建立是按照不同线路建立的,采用名义杆塔和实际杆塔两张数据库表,这样就解决了不同线路对应的杆架相同的问题,使杆架台帐数据分别存储在两张表中,使得杆塔、线路的管理和维护变得简单。

(2)输电线路走向复杂,距离较长,在某些特殊线路有可能出现两个或更多供电企业共管线路的情况。不同的供电企业就会给同一条共管线路分别建立台帐,这样同一条线路就会有两份不同的台帐,造成台帐数据不准确。为了共管线路台帐合并,本系统采用设置管理员权限,合并共管线路台帐线路。

(3)采用C/S三层体系及基于RBAC的权限管理使系统安全性和开放性都满足要求。随着各种新技术的不断应用,人们对电力系统的认识不断加深,对其各组成部分的属性、状态描述信息也不断丰富,这些都要求在输电线路管理系统中要有开放的数据库。同样软件的安全性也不容忽视。为保证系统的安全性:普通用户应该可以修改自己的口令和密码,可以在自己权限范围内对台帐内容作出修改,但是要保留修改者的修改时间等重要信息。电力生产系统使用人员众多、机构设置复杂、岗位设置灵活,整个生产流程的权限设置、任务流转、责任隔离等功能的完成都是建立在角色的基础上由于本系统将用于输电线路工区、县市供电局以及省电力公司的相关部门,使用人员众多,岗位设置灵活,不同的角色在系统中的任务与权限都不一样。

3 结论

开发出一套适合实际的输电线路管理系统,能够实现输电线路台帐记录、运行管理及综合指标的统计与汇总,实现线路、杆塔的信息输入、管理、查询、统计及统计报表输出等功能,满足输电线路的规划、维护、施工和管理的需要,为线路管理、运行等部门提供准确可靠的电力线路的分布、走向等状态信息及各杆塔及附属部件属性信息,使得各种线路数据在供电公司内部或各供电公司之间进行信息共享。

参考文献

[1] 中国电机工程学会输电专委会.黄志明.输电线路建设与展望1999年第10期.中国电力.

[2] 浙江大学电气工程学院.唐陇军,邱家驹 基于3维地理信息系统的输电线路管理系统 2003年10月电网技术.

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[4] 华北电力大学.刘书刚等.输电线路管理系统的设计.1998年12月.黑龙江电力.

[5]三峡大学.唐波等.输电线路运行管理地理信息系统的研制和开发.2004年8月三峡大学学报.

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[7] 康爱民.基于业务流程的供电企业生产管理信息系统.华北电力大学(北京)硕士学位论文.2001年12月.

[8] 聂静.南岸供电局管理信息系统开发研究.重庆大学工程硕士学位论文2002年4月30日.