專利名稱：風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及一種在線監(jiān)測系統(tǒng)，特別是一種在大風災害下，通過實時在線 監(jiān)測輸電桿塔的風速、風向、溫度、濕度等局部小氣候及桿塔應力、偏移狀況，并能提 供危機預警，為運行維護部門提供重要的參考數(shù)據(jù)，保證電網(wǎng)安全運行的風災桿塔狀況 實時監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]2008年度，酒泉超高壓公司輸電線路跳閘幾乎全部集中在具有復雜局部小氣候 特征的地區(qū)，在經(jīng)歷大風災之后，一部分桿塔會倒塌，更多的桿塔出現(xiàn)了傾斜現(xiàn)象，目 前還缺乏一種通過監(jiān)測輸電線路局部復雜小氣候地區(qū)的溫度、濕度、風速、風向、桿塔 應力、桿塔偏移等信息，能夠提供危機預警，為運行維護部門提供重要的參考數(shù)據(jù)的桿 塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種穩(wěn)定可靠、實用性強，并能夠收集 輸電線路沿線基本氣象臺站和鐵路沿線測風站相關測風資料，在線監(jiān)測輸電桿塔的風 速、風向、溫度、濕度等局部小氣候及桿塔應力、偏移狀況，結合沿線的氣候特征及地 形特征，通過天氣動力學分析、數(shù)值模擬和統(tǒng)計學分析等技術方法，分析在大風災害氣 象條件下輸電桿塔的實時狀況，并提供危機預警，為運行維護部門提供重要的參考數(shù) 據(jù)，保證電網(wǎng)安全運行的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)。[0004]為解決上述技術問題，本實用新型是按如下方式實現(xiàn)的本實用新型所述的風 災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)由前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)接收裝置組成；前端監(jiān) 測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)由設備箱體、風速傳感器、風向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、 應力傳感器、偏移傳感器、數(shù)據(jù)采集與存儲模塊、數(shù)據(jù)控制主機、GSM無線通信模塊、 天線、太陽能電池板、高效硅能電池、電源轉(zhuǎn)換輸出控制系統(tǒng)組成，各個傳感器通過接 口電路與數(shù)據(jù)采集與存儲模塊連接；后臺數(shù)據(jù)接收裝置上安裝有專家數(shù)據(jù)分析報警處理 模塊，后臺數(shù)據(jù)接收裝置通過GSM通訊設備與前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)通訊； 設備箱體采用無棱角防感應雷設計，箱內(nèi)加裝了一個無縫密封結構的內(nèi)箱；數(shù)據(jù)采集與 存儲模塊可將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為精確的數(shù)字信號，并進行自動存儲；數(shù)據(jù)控制主 機為工業(yè)級嵌入式系統(tǒng)，CUP專用芯片，保證數(shù)據(jù)處理的高效、穩(wěn)定；GSM通訊設備 采用GSM通信模塊；電源轉(zhuǎn)換輸出控制系統(tǒng)可自動檢測高效硅能電池中電量損耗，在高 效硅能電池損耗較大的情況下，啟動太陽能電池板對高效硅能電池進行充電；后臺數(shù)據(jù) 接收裝置接收來自前端設備采集的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)存儲及轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)輸入至工控電 腦。[0005]所述風速傳感器、風向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器均采用氣象專用傳感 器，橫向及縱向偏移傳感器采用航天航空軍用傳感器。[0006]所述數(shù)據(jù)采集與存儲模塊采集時間可調(diào)，每半小時采集一次數(shù)據(jù)。[0007]所述GSM無線通信模塊每8小時發(fā)送一次數(shù)據(jù)。[0008]所述高效硅能電池為DC12V及12Ah的高效硅能蓄電池。[0009]所述太陽能電池板采用DC12V及5W多晶硅高效轉(zhuǎn)換。[0010]所述后臺數(shù)據(jù)接收裝置接收來自前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)，并進行 循環(huán)存儲，能夠存儲60天的基礎數(shù)據(jù)。[0011]所述專家數(shù)據(jù)分析報警處理模塊實時顯示各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，并繪制參考曲線，數(shù) 據(jù)庫采用SQL數(shù)據(jù)庫，報警手段采用短信報警、電腦聲光報警、網(wǎng)絡EMAIL報警等綜合 手段來報警。[0012]本實用新型的積極效果本實用新型所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測裝置，能 夠?qū)崟r、在線、準確的監(jiān)測輸電桿塔的風速、風向、溫度、濕度等局部小氣候及桿塔應 力、偏移狀況，在遇到不正常情況下提供危機預警，為運行維護部門提供重要的參考數(shù) 據(jù)，該實用新型成功實施后取得預期效果，可以在電力系統(tǒng)推廣使用，特別是在河西走 廊地區(qū)，在大風季節(jié)，對于事故預警、早期處理具有十分重要的意義。[0013]
[0014]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。[0015]圖1是本實用新型的控制原理圖[0016]圖2是本實用新型的系統(tǒng)結構示意圖[0017]圖中，1風速傳感器2風向傳感器3溫度傳感器[0018]4濕度傳感器5應力傳感器6偏移傳感器[0019]7接口電路 8太陽能電池板9電源轉(zhuǎn)換輸出控制系統(tǒng)[0020]10高效硅能電池11數(shù)據(jù)控制主機12天線[0021]13數(shù)據(jù)采集與存儲模塊 14GSM無線通信模塊[0022]15前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng) 16桿塔[0023]17輸電線路 18GSM通訊設備19后臺數(shù)據(jù)接收裝置[0024]具體實施方式
[0025]如圖1、圖2所示，本實用新型所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)由前端監(jiān)測 系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)15和后臺數(shù)據(jù)接收裝置19組成；前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)15由設備箱 體、風速傳感器1、風向傳感器2、溫度傳感器3、濕度傳感器4、應力傳感器5、偏移傳 感器6、數(shù)據(jù)采集與存儲模塊13、數(shù)據(jù)控制主機11、GSM無線通信模塊14、天線12、 太陽能電池板8、高效硅能電池10、電源轉(zhuǎn)換輸出控制系統(tǒng)9組成，各個傳感器通過接口 電路7與數(shù)據(jù)采集與存儲模塊13連接；后臺數(shù)據(jù)接收裝置19上安裝有專家數(shù)據(jù)分析報警 處理模塊，可對采集數(shù)據(jù)實時分析處理并提供分析報告，后臺數(shù)據(jù)接收裝置19通過GSM 通訊設備18與前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)15完成數(shù)據(jù)通訊；設備箱體采用無棱角防感應雷 設計，箱內(nèi)加裝了一個無縫密封結構的內(nèi)箱，用于保護電路部分，整個箱體做了防潮、 防雨、防結露、防塵處理；數(shù)據(jù)采集與存儲模塊13可將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為精確的 數(shù)字信號，并進行自動存儲；數(shù)據(jù)控制主機11為工業(yè)級嵌入式系統(tǒng)，CUP專用芯片，保 證數(shù)據(jù)處理的高效、穩(wěn)定；GSM通訊設備18采用GSM通信模塊，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定 和高效；電源轉(zhuǎn)換輸出控制系統(tǒng)9可自動檢測高效硅能電池10中電量損耗，在高效硅能4電池10損耗較大的情況下，啟動太陽能電池板8對高效硅能電池10進行充電；后臺數(shù)據(jù) 接收裝置19接收來自前端設備采集的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)存儲及轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)輸入至工控 電腦。[0026]所述風速傳感器1、風向傳感器2、溫度傳感器3、濕度傳感器4均采用氣象專用 傳感器，橫向及縱向偏移傳感器6采用航天航空軍用傳感器，保證了在各類惡劣環(huán)境條 件下，都可以采集到精確的數(shù)據(jù)。[0027]所述數(shù)據(jù)采集與存儲模塊13采集時間可調(diào)，每半小時采集一次數(shù)據(jù)。[0028]所述GSM無線通信模塊14每8小時發(fā)送一次數(shù)據(jù)。[0029]所述高效硅能電池10為DC12V及12Ah的高效硅能蓄電池，可在無外供電源情 況下滿足10天左右的設備用電供應。[0030]所述太陽能電池板8采用DC12V及5W多晶硅高效轉(zhuǎn)換，可提供穩(wěn)定、大功率 的電力供應。[0031]所述后臺數(shù)據(jù)接收裝置19接收來自前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)，并進 行循環(huán)存儲，能夠存儲60天的基礎數(shù)據(jù)。[0032]所述專家數(shù)據(jù)分析報警處理模塊實時顯示各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，并繪制參考曲線，數(shù) 據(jù)庫采用SQL數(shù)據(jù)庫，報警手段采用短信報警、電腦聲光報警、網(wǎng)絡EMAIL報警等綜合 手段來報警。[0033]本實用新型的工作過程是[0034]通過風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，采集輸電線路風速、風向、雨量氣象數(shù)據(jù)， 監(jiān)測輸電線路桿塔順、橫的傾斜角度和偏移距離，將實時監(jiān)測到的信息發(fā)到后臺專家數(shù) 據(jù)分析及報警處理系統(tǒng)，繪制傾斜變化曲線，自動生成記錄圖表，與系統(tǒng)中預先設定好 的報警值最對比，做出對應得判斷，在遇到不正常情況下提供危機預警，為運行維護部 門提供重要的參考數(shù)據(jù)。
權利要求1.風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于由前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)和后臺數(shù) 據(jù)接收裝置組成；前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)由設備箱體、風速傳感器、風向傳感器、溫 度傳感器、濕度傳感器、應力傳感器、偏移傳感器、數(shù)據(jù)采集與存儲模塊、數(shù)據(jù)控制主 機、GSM無線通信模塊、天線、太陽能電池板、高效硅能電池、電源轉(zhuǎn)換輸出控制系統(tǒng) 組成，各個傳感器通過接口電路與數(shù)據(jù)采集與存儲模塊連接；后臺數(shù)據(jù)接收裝置上安裝 有專家數(shù)據(jù)分析報警處理模塊，后臺數(shù)據(jù)接收裝置通過GSM通訊設備與前端監(jiān)測系統(tǒng) 及通訊系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)通訊；設備箱體采用無棱角防感應雷設計，箱內(nèi)加裝了一個無縫密 封結構的內(nèi)箱；數(shù)據(jù)采集與存儲模塊可將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為精確的數(shù)字信號，并 進行自動存儲；數(shù)據(jù)控制主機為工業(yè)級嵌入式系統(tǒng)，CUP專用芯片，保證數(shù)據(jù)處理的高 效、穩(wěn)定；GSM通訊設備采用GSM通信模塊；電源轉(zhuǎn)換輸出控制系統(tǒng)可自動檢測高效 硅能電池中電量損耗，在高效硅能電池損耗較大的情況下，啟動太陽能電池板對高效硅 能電池進行充電；后臺數(shù)據(jù)接收裝置接收來自前端設備采集的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)存儲及轉(zhuǎn) 換，并將數(shù)據(jù)輸入至工控電腦。
2.根據(jù)權利要求1所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述風速傳感 器、風向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器均采用氣象專用傳感器，橫向及縱向偏移傳 感器采用航天航空軍用傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集 與存儲模塊采集時間可調(diào)，每半小時采集一次數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述GSM無線 通信模塊每8小時發(fā)送一次數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述高效硅能 電池為DC12V及12Ah的高效硅能蓄電池。
6.根據(jù)權利要求1所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能電 池板采用DC12V及5W多晶硅高效轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權利要求1所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述后臺數(shù)據(jù) 接收裝置接收來自前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)，并進行循環(huán)存儲，能夠存儲60 天的基礎數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求1所述的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述專家數(shù)據(jù) 分析報警處理模塊實時顯示各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，并繪制參考曲線，數(shù)據(jù)庫采用SQL數(shù)據(jù)庫， 報警手段采用短信報警、電腦聲光報警、網(wǎng)絡EMAIL報警等綜合手段來報警。
專利摘要本實用新型涉及一種在線監(jiān)測系統(tǒng)，特別是一種在大風災害下，通過實時在線監(jiān)測輸電桿塔的風速、風向、溫度、濕度等局部小氣候及桿塔應力、偏移狀況，并能提供危機預警，為運行維護部門提供重要的參考數(shù)據(jù)，保證電網(wǎng)安全運行的風災桿塔狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)；本實用新型由前端監(jiān)測系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)接收裝置組成，通過該系統(tǒng)可采集輸電線路風速、風向、雨量氣象數(shù)據(jù)，監(jiān)測輸電線路桿塔順、橫的傾斜角度和偏移距離，將實時監(jiān)測到的信息發(fā)到后臺專家數(shù)據(jù)分析及報警處理系統(tǒng)，繪制傾斜變化曲線，自動生成記錄圖表，與系統(tǒng)中預先設定好的報警值最對比，做出對應得判斷，在遇到不正常情況下提供危機預警，為運行維護部門提供重要的參考數(shù)據(jù)。
文檔編號G01W1/02GK201811758SQ201020143478
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權日2010年11月10日
發(fā)明者劉世斌, 張智利, 李福元, 樊建成, 段茂盛, 王立黎, 石宏偉, 鄭建民, 黃煒 申請人:武漢智慧城軟件技術有限公司, 甘肅省電力公司酒泉超高壓輸變電公司