電力桿塔的驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)故障預(yù)防的技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，是一種電力桿塔的驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)、生態(tài)環(huán)境的變化改變了鳥(niǎo)的生存狀態(tài)，在一些地區(qū)鳥(niǎo)將鳥(niǎo)巢筑在電力系統(tǒng)輸電線路的桿塔上，而由于鳥(niǎo)類活動(dòng)以及電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和增加，導(dǎo)致送電線路由于鳥(niǎo)害發(fā)生閃絡(luò)跳閘呈逐年上升的趨勢(shì)，鳥(niǎo)類對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的危害愈來(lái)愈大。尤其超高壓遠(yuǎn)距離大容量輸送線路的鳥(niǎo)害事故引起的跳閘，更是嚴(yán)重的影響著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
[0003]電力系統(tǒng)的鳥(niǎo)害事故嚴(yán)重的影響著電網(wǎng)的安全運(yùn)行及高壓架空輸電線路的正常運(yùn)行，直接關(guān)系電網(wǎng)的安全可靠和電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因鳥(niǎo)類引起的輸電線路故障多為以下幾方面:
I)鳥(niǎo)的筑巢:鳥(niǎo)易在輸電桿塔頂筑巢，筑巢的材料主要是樹(shù)枝、植物莖桿，甚至有遺留在桿塔附近的金屬絲，當(dāng)在一定的氣候條件下，如陰雨天氣、大風(fēng)，引起受潮的樹(shù)枝或大風(fēng)吹落的金屬絲接觸電線造成接地短路。
[0004]2)鳥(niǎo)的糞便:鳥(niǎo)排在絕緣子串上的糞便污穢是一種導(dǎo)電混合體，排在絕緣子串上方的稀糞直接沿瓷裙表面下滑，當(dāng)稀糞便短路4片以上絕緣子串時(shí)，即引起單向接地事故。附著在絕緣子串上的糞便污穢形成的電膜在空氣的濕度過(guò)高和雨雪天氣也會(huì)造成污閃事故。
[0005]3)鳥(niǎo)類嘴罩掀著的筑巢材料在線路上空或?qū)Ь€之間穿越飛行，可能造成接地和相間短路。
[0006]4)鳥(niǎo)成隊(duì)列起飛引起對(duì)橫擔(dān)或相間短路。
[0007]由于鳥(niǎo)類在不同地區(qū)、不同時(shí)間有不同的生活規(guī)律和習(xí)性，加之現(xiàn)有的電力驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備性能單一，從而造成傳統(tǒng)驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備處理鳥(niǎo)類事故針對(duì)性不強(qiáng)、驅(qū)鳥(niǎo)效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種電力桿塔的驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)控系統(tǒng)，電力桿塔的驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心與驅(qū)鳥(niǎo)器組成。其中監(jiān)控中心是整個(gè)驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。
[0009]監(jiān)控中心設(shè)置有為人機(jī)界面，這個(gè)概念廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，其廣義的解釋是指使用者與機(jī)器間溝通、傳達(dá)及接收信息的一個(gè)接口。人機(jī)界面系統(tǒng)的核心功能是用戶控制和信息顯示?，F(xiàn)在，典型的人機(jī)界面系統(tǒng)已發(fā)展成用來(lái)監(jiān)控、顯示和改變某一特定過(guò)程或機(jī)器的圖形軟件系統(tǒng)。并且隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域的深入，利用Pc機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與圖形顯示功能，使生產(chǎn)過(guò)程更形象化、直觀化。人機(jī)界面在實(shí)際工業(yè)環(huán)境工作時(shí)，利用Pc機(jī)與下面的工業(yè)控制設(shè)備(如:PLc)通信，采集現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并顯示到監(jiān)控畫面上；在發(fā)生意外生產(chǎn)情況時(shí)，可以通過(guò)人機(jī)界面發(fā)現(xiàn)異常并加以處理。在監(jiān)控中心PC機(jī)上運(yùn)行的監(jiān)控軟件是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度控制中心。主要目的是讓驅(qū)鳥(niǎo)人員在監(jiān)控中心，通過(guò)人機(jī)界面對(duì)驅(qū)鳥(niǎo)狀況進(jìn)行監(jiān)控。在發(fā)生異常生產(chǎn)情況時(shí)，通過(guò)監(jiān)控軟件做出相應(yīng)的處理措施。該監(jiān)控軟件的主要功能是用戶通過(guò)簡(jiǎn)潔直觀的操作界面，可以遠(yuǎn)程控制驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備，并可以對(duì)驅(qū)鳥(niǎo)過(guò)程的具體情況進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集從而使設(shè)備得到統(tǒng)一的管理，使用戶可以高效的查詢和操作。也可以接收到驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備的相應(yīng)，并作出合適的響應(yīng)，在此期間監(jiān)控界面還要顯示出通信的整個(gè)過(guò)程。
[0010]驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的主要功能分2個(gè)部分:
1)接收命令響應(yīng)驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備
2)發(fā)送命令控制驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備
監(jiān)控中心可以向驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備發(fā)送兩種命令，一種是檢測(cè)驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備的命令，一種是控制驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備的命令。
[0011]驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)控中心包括中心處理器、電源模塊、存儲(chǔ)器、無(wú)線供電單元以及通信單元構(gòu)成。
[0012]其中存儲(chǔ)器存儲(chǔ)內(nèi)容包括:
(I)用戶登錄系統(tǒng)軟件的信息，如用戶名和密碼。
[0013](2)根據(jù)驅(qū)鳥(niǎo)情況，將驅(qū)鳥(niǎo)人員的操作日志存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以備日后進(jìn)行讀取和檢查。
[0014](3)定義了各種驅(qū)鳥(niǎo)情況的說(shuō)明以及對(duì)應(yīng)的驅(qū)鳥(niǎo)方式，例如可以具體到常出現(xiàn)的鳥(niǎo)類和其天敵狀況，以及相對(duì)應(yīng)的監(jiān)控中心的適當(dāng)操作。
[0015](4)記錄每日鳥(niǎo)類出現(xiàn)的種類和出現(xiàn)頻率，用于日后分析鳥(niǎo)類適應(yīng)情況。
[0016]電源模塊連接市電，采用市電進(jìn)行供電，為保證監(jiān)控中心的正常運(yùn)行，其中電源模塊也可采用UPS供電單元，如采用蓄電池進(jìn)行能量的存儲(chǔ)，在市電斷電時(shí)能夠維持監(jiān)控中心的不間斷供電，同時(shí)，電源模塊還與無(wú)線供電單元相連接，根據(jù)處理器的控制信號(hào)向無(wú)線單元進(jìn)行供電或不進(jìn)行供電。
[0017]通信單元采用無(wú)線通信單元，如采用藍(lán)牙，zigbee, GPRS等通用的無(wú)線通信協(xié)議，監(jiān)控中心的通信單元與處理器相連接，并與驅(qū)鳥(niǎo)器的通信單元進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)連接，通信單元接收驅(qū)鳥(niǎo)器通信單元發(fā)送的鳥(niǎo)類檢測(cè)信號(hào)，并將其進(jìn)行信號(hào)的簡(jiǎn)單處理后傳輸給處理器單元，同時(shí)，監(jiān)控中心通信單元接收處理器發(fā)出的控制命令，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送給驅(qū)鳥(niǎo)器的通信單元。
[0018]無(wú)線供電單元與處理器和電源模塊相連接，并與驅(qū)鳥(niǎo)器的無(wú)線受電單元進(jìn)行無(wú)線電力連接，如采用射頻電磁場(chǎng)供電或電磁波供電或磁諧振耦合供電方式，用于根據(jù)處理器的控制信號(hào)，從電源模塊接收電能，通過(guò)振蕩單元將電力進(jìn)行射頻振蕩或按照設(shè)定的頻率進(jìn)行諧振，從而將電力傳輸給驅(qū)鳥(niǎo)器的無(wú)線受電單元。
[0019]驅(qū)鳥(niǎo)器包括光伏模塊、電源轉(zhuǎn)換單元、儲(chǔ)能單元、通信單元、驅(qū)鳥(niǎo)單元、檢測(cè)單元以及無(wú)線受電單元。
[0020]光伏模塊由太陽(yáng)能電池板構(gòu)成，采用非晶硅、單晶硅或多晶硅構(gòu)成的太陽(yáng)能電池，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能提供給驅(qū)鳥(niǎo)器從而進(jìn)行供電，可優(yōu)選采用最大功率點(diǎn)跟蹤控制器進(jìn)行太陽(yáng)能供電的最大功率輸出。
[0021]電源轉(zhuǎn)換模塊包括穩(wěn)壓器、DC/DC變換器以及防反二極管，其將太陽(yáng)能電池板輸出的電力進(jìn)行穩(wěn)壓、電壓變換并提供給儲(chǔ)能電池單元、控制器單元以及其他功能模塊，利用太陽(yáng)能電池板與蓄電池相結(jié)合，利用太陽(yáng)能控制器使太陽(yáng)能板與蓄電池協(xié)調(diào)工作。驅(qū)鳥(niǎo)器在有光照時(shí)的工作電源和蓄電池充電的電源都來(lái)自太陽(yáng)能電池板，電池板輸出電壓一般在18V左右，電流根據(jù)具體太陽(yáng)能電池板的型號(hào)而定。要把18V電壓穩(wěn)壓到12V供給系統(tǒng)使用，為了提高電能的利用率，采用穩(wěn)壓模塊。一部分電流經(jīng)過(guò)一個(gè)二極管和電阻后電壓降為約13.8V(此電壓值為12V蓄電池恒壓充電的門限電壓)左右，給蓄電池充電，另一部分經(jīng)另一些二極管給自身控制部分供電。因肖特基二極管比普通防反二極管的管壓降低，造成的電路損耗非常小，因而用來(lái)防止蓄電池向光電池反向充電，提高電路的可靠性。當(dāng)蓄電池電壓處于正常情況下，控制器控制的AD采樣值在設(shè)定的門限范圍之內(nèi)，此時(shí)太陽(yáng)能電池向蓄電池恒流充電；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到13.6V時(shí)，控制器控制的AD采樣超出門限值，此時(shí)控制器發(fā)出控制命令，使MOS管截至，太陽(yáng)能停止對(duì)蓄電池充電。當(dāng)蓄電池電壓下降到某設(shè)定值時(shí)，MOS管導(dǎo)通，恢復(fù)為正常充電狀態(tài)。同樣的，當(dāng)蓄電池電壓處于正常情況下，控制器采樣蓄電池端電壓在門限范圍內(nèi)，此時(shí)負(fù)載輸出正常；當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定的過(guò)放點(diǎn)時(shí)，控制器采樣，得到蓄電池低于門限值，此時(shí)控制器控制MOS管截至，負(fù)載無(wú)輸出。當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到12V時(shí)，控制器控制的放電驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通，此時(shí)恢復(fù)對(duì)負(fù)載供電。充放電電路設(shè)計(jì)不僅能對(duì)蓄電池充電，并且加入了保護(hù)二極管來(lái)防止蓄電池反接，保護(hù)蓄電池及其他工作電路。蓄電池主要用來(lái)給外部系統(tǒng)提供電源，一小部分供控制器使用，控制器通過(guò)AD檢測(cè)電池電壓，當(dāng)蓄電池電壓低于門限值約1V時(shí)，停止對(duì)外部設(shè)備供電，達(dá)到保護(hù)電池的目的。其充電部分，因?yàn)殡娫磥?lái)自太陽(yáng)能電池板，且太陽(yáng)能電池的輸出電壓與電流受光照強(qiáng)度的影響，所以太陽(yáng)能電池不能提供恒定的電流因而采用恒壓的充電方式。光伏電池在控制器控制下會(huì)根據(jù)驅(qū)鳥(niǎo)環(huán)境、天氣、蓄電池電量等不同的情況，智能的對(duì)外部系統(tǒng)提供電源