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大跨越输电线路微风振动监测系统研究与应用

张萌  
【摘要】:输电线路微风振动容易造成输电线及电力金具的破坏,严重威胁着输电线路的安全运行。随着我国特高压输电线路的大规模建设,输电线的直径、单位长度重量都有所增大,悬挂点高度也有所增加,因此微风振动更容易发生。微风振动对输电线路的破坏是长期积累的,具有较强的隐蔽性,其引起的破坏通过直接观察是不可能实现的,因此电力部门迫切需要一种可对线路微风振动进行监测的设备,以掌握线路的振动状态和疲劳程度。 ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低速率无线通信技术,广泛应用于工业控制、无线定位、家庭网络等多个领域。本文设计了一种基于ZigBee技术的输电线路微风振动监测系统,该系统不仅可以实时监测线路的振动状态还可以通过分析现场数据估算导线的疲劳程度,因此电力部门能够及时发现有事故隐患的输电线,提前采取措施预防线路疲劳断股,以保护电力设备的安全运行。本文所做工作如下: (1)介绍了输电线路微风振动的基本理论及测量原理与方法,并利用Miner累计损伤理论及Wohler安全边界曲线分析了输电线路疲劳寿命的估计方法; (2)研究了ZigBee的技术特点,阐述了ZigBee协议栈的结构及各个层的主要功能,分析了ZigBee的网络配置及拓扑结构,最后探究了ZigBee技术的应用领域; (3)介绍了微风振动监测系统的总体设计方案,并完成了系统的硬件电路设计,包括微处理器部分、电源模块、复位电路、JTAG模块、GPRS通信模块以及监测终端无线传输模块硬件设计等; (4)完成了监测基站软件的开发,主要包括气象数据的采、GPRS通信程序、ZigBee无线网络的建立及协调器、终端节点的软件设计,并对监测中心专家软件进行了简单介绍。


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