电力杆塔倾斜实时检测预警系统的设计.pdf
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1、总第 1 5 3期 d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 2 0 5 0 1 5 电力杆塔倾斜 实时检 测预警 系统 的设计 王登峰 ( 潞安新疆煤化工集团有限公司, 新疆 哈密8 3 9 0 0 3 ) 摘要: 输电导线主要靠电力杆塔来支撑 , 电力杆塔倾斜过度在一定程度上会影响输电线路的稳定性, 给 当地居民的生活和工厂生产带来很大的影响。针对电力杆塔倾斜 问题 , 本文设计一种 电力杆塔倾斜实时 检测预警系统, 应用该系统可以对电力杆塔进行2 4 h不间断实时检测, 并且在其倾斜角度超出规定范围时 发出预警信号, 为电力系
2、统及时发现故障和排除故障, 提供一定的科学依据。 关键词 : 电力杆塔 ; 实时检 测; 预警系统 中图分类号 : T M 7 5 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 5 2 7 9 8 ( 2 0 1 2 ) 0 5 0 0 3 5 0 3 随着我国经济的迅猛发展 , 电力系统的输 电线 路越来越复杂庞大。一旦发生故障和事故 , 势必造 成电力环 网重 、 特大安全事故的发生 , 给 国家带来重 大经济损失。南方大面积雪 、 冰灾 、 山区的山体滑坡 和矿区塌陷等对电力 系统的影响都是一个个惨重的 教训 。所 以, 如何在矿区塌陷区或 自然灾害条件下, 迅速确定电力杆塔倾斜状态
3、的变化趋势 , 并提前预 警 , 具有重大意义和必要性。 本系统可以对各个 电力杆塔倾斜角度的细微变 化实时检测 , 当变化超出规定范围时 , 瞬间向调度 中 心和相关负责人发出预警 , 从而为电力系统制订应 急预案 , 赢得抢险时间, 排除事故隐患 , 避免重 、 特大 事故的发生 , 在技术和管理层 面提供一个科学合理 的依据。 电力杆塔倾斜 实时检测预警 系统是单 片机技 术 、 计算机 网络技术 、 传 感器技术 、 G P R S和短信新 领域应用等多种高新技术 的结晶 , 是新技术与现场 需求相结合 的范例。 1 系统结构 电力杆塔倾 斜实时检测 预警系统是 由监 测装 置 、 通
4、讯通道和调度系统三部分组成。系统结构如 图 1 所示 。 1 1 检测装置 检测装置作用把检测杆塔 的倾斜度数和其它 的 检测数据, 通过通讯通道传给调度 。 检测系统是由单片机系统 、 传感器系统 、 通讯系 统、 供电系统和适应野外恶劣环境的整体设计组成 的。系统如图 2所示。 装鬣 图 1 电力杆塔倾斜实时检测预警系统结构 图 2 检测 系统结构 1 ) 单片机系统。主 C P U采用 A R M公司的高 性能 3 2位 A R M9简指令集的单片机,嵌入的 5 1 2 K 收稿 日期 : 2 0 1 2 -0 3 -02 作者简介: 王登峰( 1 9 7 2一) , 男, 山西平遥人
5、, 工程师, 从事机电技术与管理工作。 3 5 王登峰: 电力杆塔倾斜实时检测预警系统的设计 第2 1 卷第5 期 高速 F l a s h存储器和 3 2 K S D R A M, 1 2 8位宽度接 L I 加速器可实现高达 9 0 MH z 工作频率 , 通过片内b o o t 装载程 序 实 现 在 系 统 编程 ( I S P) 和 在 应 用 编程 ( I A P ) , 外围接 口丰富, 单 电源供电 , 扩展方便 , 并且 具有非常小巧的 1 0 0脚封装和极低 的功耗, 具有全 工业级的指标符合室外的高低温等环境和高抗干扰 特性 ( E MC) , 这些在 电力行业都是很重要
6、 的特性。 其它辅助芯片全部采用性能稳定和通用性好的工业 级芯片。 2 ) 传感器系统。倾角检测传感器采用国内 先进的军用级高精度倾度传感器 , 其精度在 一 3 0 8 5的温度范围内可以保证 到 0 5, 具有很低 的电源功耗 , 并且接 口有 S P I , U A R T与主 C P U接 口 非常方便 , 该传感器具有体积小 , 精度高 , 安装简单 , 便于嵌入等特点, 完全可以满足实际的现场需求。 3 ) 通讯系统。采用双通道设计 : G P R S和短 信两个通道。 4 ) 供 电系统。由于装置工作于杆塔之上 , 选 用太 阳能 电池 + 蓄 电池的工作方式 , 为了保证装置
7、的小巧 , 电池板和电池都不宜太大 , 并且还必须能应 付连续的阴雨天气。 5 ) 适应野外恶劣环境 的整体设计 。如防结 霜设计 、 防雷设计和防潮设计等预防恶劣的野外环 境设计。 1 2 通讯通道 利用现 有无 线 通 讯 网络 G 网或 C 网, 使 用 G P R S和短信 两种通讯方式。利用现有 网络, 不用 重复建无线通讯网络 , 可节省大量设备投资。 1 3 调度系统 调度系统主要用来接收 、 保存 、 分析杆塔数据 , 并使每一个经过授权的在网上的计算机都可以浏览 相关数据。系统结构如图 3所示。 图 3 调度系统结构 系统硬件是 由路由器 、 防火墙 、 局域 网、 服务器
8、和短信猫等组成 , 按照安全系统原则和可靠性原则 来设计 。安全系统原则 : 通过对相关软硬件的选择、 配置和配合 , 确保本 系统符合行业安全 防范 规则; 3 6 可靠性原则 : 通过对相关硬件设备和软件系统 的严 格选择和配置 , 系统运行架构采用主 备冗余热备份 方式 , 实现系统在通信通道和端 口故障 、 网络系统某 硬件故障和某一计算机系统故障, 或运行节点切换 等时候 , 不影响数据采集 , 不丢失数据 , 还能够完成 正常的、 完整的主站功能。 软件系统是 由: 操作系统 、 S Q L S e r v e r 数据库和 应用软件组成。 Mi c r o s o f t S Q
9、 L S e rve r 2 0 0 0能提供系统所需的数 据库服务。大型服务器可能有大量 的用户 同时连接 到 S Q L S e r v e r 2 0 0 0 。S Q L S e rve r 2 0 0 0为这些环境提 供了全面的保护 , 具有防止问题发生的安全措施 , 可 以防止多个用 户试 图同时更新 相同 的数据。S Q L S e rve r 2 0 0 0还在多个用户之间, 有效地分配可用资 源。超大型 I n t e me t 站点可将其数据分开存放在多 台服务器上 , 从而使处理负荷分散到多台计算机上 , 使站点能 为成 千上万 的并 发用 户提供服务 。S Q L S
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