基于北斗差分定位的导线舞动在线监测研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yukon_hawk
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导线舞动是指输电线路导线发生了偏心覆冰,并在风激励下产生的一种低频、大振幅自激振动。它会造成线路跳闸、金具及绝缘子损坏、导线断股断线、杆塔损伤、基础受损,甚至倒塔等严重事故,是危害输电线路安全稳定运行的一种严重灾害。架空输电导线是国家电网电力系统的重要组成部分,而随着我国特高压的建设,线路分布广泛且运行情况复杂,运维工作量越来越大,针对输电线路舞动的在线监测十分必要。现有的方法主要是采用加速度传感器和视频监测,但加速度传感器测量的结果是一个相对量且随着时间推移会产生数据发散,而视频监测容易受天气和供电的影响,都不能达到对导线舞动的有效监测。本文采用北斗载波相位差分定位技术对导线舞动进行在线监测,可直观得到舞动的观测值,利用改善的卡尔曼滤波算法对数据进行处理,使监测精度更高;在线监测装置采用采集单元与网关的分体式设计,并采用周期性的工作模式和休眠机制,确保监测装置的有效供电和稳定工作。通过实验和现场应用表明,该装置具备国家电网导线舞动在线监测的标准。本论文研究的主要内容是:(1)研究了导线舞动在线监测方法,详细介绍了导线舞动的形成机理及监测方法,并将北斗差分定位技术应用于监测导线舞动,提高监测的有效性。对伪距定位和载波相位差分技术的原理进行了分析,并介绍了常用的周跳探测方法和整周模糊度的固定方法。(2)北斗差分定位精度容易受噪声和选星的影响,采用卡尔曼滤波算法,对导线舞动进行建模,对导线舞动的轨迹坐标进行动态滤波。通过卫星几何精度因子(GDOP)和信噪比对卡尔曼方程的状态误差方程和观测误差方程进行调节,使得到的舞动特征量更准确,更可靠。(3)研制了基于北斗差分定位的导线舞动在线监测装置,考虑到导线上供电不方便,对电路系统功耗要求高,硬件采用了分体式设计,工作模式为周期性工作。监测装置分为导线端采集单元和铁塔端网关单元。导线端负责采集舞动轨迹并通过传输至网关,网关负责按《输电线路状态监测装置信息安全接入》进行加密,并按照国家电《Q/GDW 242-2010输电线路状态监测装置通用技术规范》制定的规约打包传输至内网平台。
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