labview軟件的輸電線路覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)測系統(tǒng)探究

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1、LabVIEW軟件的輸電線路覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)測系統(tǒng)探宄孫利聰（國網(wǎng)忻州供電公司輸電運(yùn)檢室）摘要：輸電線路覆冰舞動(dòng)是目前高壓電M在運(yùn)行中所面臨的一個(gè)災(zāi)難性問題，由于其受氣候、地形等因素直接影響且產(chǎn)生機(jī)理復(fù)雜，很難對(duì)覆冰舞動(dòng)災(zāi)害做出準(zhǔn)確預(yù)防，一旦線路覆冰發(fā)生舞動(dòng)，將會(huì)引起倒塔、折塔、斷線等事故。在我國，線路巡視主要由人工現(xiàn)場觀測來實(shí)現(xiàn)，而覆冰大多是產(chǎn)生在地域荒涼、交通不便的地區(qū)，人工巡視難度大。因此，研發(fā)一種可以對(duì)輸電線路覆冰舞動(dòng)情況進(jìn)行在線監(jiān)測的系統(tǒng)是十分必要的，這對(duì)于輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要實(shí)際意義。關(guān)鍵詞：輸電線

2、路；覆冰舞動(dòng)；LabVIEW；監(jiān)測系統(tǒng)1覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)控系統(tǒng)框架木監(jiān)測系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)主要側(cè)重于輸電線路覆冰舞動(dòng)監(jiān)測，其整個(gè)系統(tǒng)工作流程如圖1所示。圖1覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)控系統(tǒng)框架圖輸電線路覆冰預(yù)警系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)的線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，在桿塔上安裝監(jiān)測傳感器用來監(jiān)測運(yùn)行線路電測信號(hào)如電壓、電流、功率以及溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境信號(hào)。攝像頭用來監(jiān)測實(shí)時(shí)的環(huán)境情況，監(jiān)測到的信號(hào)通過桿塔安裝的無線端傳輸信號(hào)，經(jīng)由無線收發(fā)站向主工作站服務(wù)器傳輸實(shí)時(shí)監(jiān)測信號(hào)。主工作站服務(wù)器對(duì)接收到的現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行處理后，一方面通過局域網(wǎng)傳送到總控屏與

3、用戶監(jiān)視器中，另一方面經(jīng)過電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳到遠(yuǎn)程客戶端，以滿足遠(yuǎn)程處理要求。2軟硬件設(shè)計(jì)2.1軟件設(shè)計(jì)輸電線路覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)是基于LabVIEW軟件技術(shù)。LabVIEW(LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringWorkbench)是—?種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，廣泛地用于工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和實(shí)驗(yàn)室、研究所，被視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成與滿足了GPIB,VXI,RS232和RS485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通信的全部功能。它還內(nèi)置了便于

4、應(yīng)用TCP/IP,ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件，利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都易于掌握。2.2硬件設(shè)計(jì)本監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包含數(shù)據(jù)監(jiān)測終端模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、PC工作站和通信通道的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)監(jiān)測終端放置在輸電線路，其主要功能在于監(jiān)測實(shí)際運(yùn)行中的電氣量，包括電壓、電流、有功、無功及功率因數(shù)。為了滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和通信通道的要求，在平吋監(jiān)測過程中只考慮定吋記錄及傳輸，發(fā)現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)吋，進(jìn)行高采樣率采樣記錄原始采樣數(shù)據(jù)，同吋，對(duì)于舞動(dòng)的幅值及覆冰厚

5、度也進(jìn)行實(shí)吋監(jiān)測。覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)冇：現(xiàn)場監(jiān)測終端技術(shù)；無線通信技術(shù)和工作站后臺(tái)信號(hào)處理顯示技術(shù)。2.2.1現(xiàn)場監(jiān)測終端技術(shù)現(xiàn)場監(jiān)測終端裝置的設(shè)計(jì)對(duì)于覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)至關(guān)重要，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的采樣數(shù)據(jù)是系統(tǒng)工作的前提，本文中的現(xiàn)場監(jiān)測終端系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。圖2現(xiàn)場監(jiān)測終端構(gòu)成框圖2.2.2無線通信技術(shù)3G移動(dòng)通信技術(shù)是一種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，稱為第三代移動(dòng)通信(ThirdGenerationMobileCommunication),3G是把無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合起來的新一代移動(dòng)通信

6、系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了WAP(WirelessApplicationProtocol,無線應(yīng)用協(xié)議)與Web(超文本信息系統(tǒng))的結(jié)合，提供了高速的無線網(wǎng)絡(luò)通信和多媒體技術(shù)的應(yīng)用。2.2.3工作站后臺(tái)信號(hào)處理顯示技術(shù)工作站硬件配置：為保證一定的裕度，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器配置500GB硬盤，2個(gè)以太網(wǎng)U。PC工作站共2臺(tái)，其中一臺(tái)放置在機(jī)房內(nèi)，該工作站用作管理員工作站。當(dāng)工作人員需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新或進(jìn)行其他操作吋，需在該工作站上完成；另一臺(tái)PC工作站設(shè)在會(huì)議室內(nèi)，可根據(jù)需要決定是否把會(huì)議室的工作站接入大屏幕顯示。會(huì)議室的PC工作站配置了3G通

7、信模塊，現(xiàn)場檢修人員需求助值班專家時(shí)，專家就進(jìn)入會(huì)議室通過3G視頻通話與現(xiàn)場進(jìn)行溝通。工作站的數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的基本相同，所以同樣配置了500GB硬盤，2個(gè)以太網(wǎng)口。便攜式終端采用平板電腦。平板電腦待機(jī)時(shí)間長，工作吋可以不用插電源，攜帶和使用方便，能夠滿足本系統(tǒng)的需求。設(shè)計(jì)吋考慮到目前市場上可供選擇的型號(hào)，選用了具有256GB的存儲(chǔ)空間、配置3G通信模塊的產(chǎn)品。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和工作站之間的通信采用以太網(wǎng)。為了使便攜式終端下載數(shù)據(jù)和上傳數(shù)據(jù)方便，機(jī)房內(nèi)設(shè)置WiFi通信，當(dāng)需要時(shí)便攜式終端不用接線即可和主站進(jìn)行通信，而H

8、WiFi通信相對(duì)USB接口速度更快。工作站軟件配置：基于LabVIEW軟件的輸電線路覆冰舞動(dòng)災(zāi)害在線監(jiān)測系統(tǒng)，在Windows系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行監(jiān)測系統(tǒng)軟件的搭建。3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及現(xiàn)場應(yīng)用3.1實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以現(xiàn)冇實(shí)驗(yàn)室模擬供電線路為例，如圖3所示，利用低溫試驗(yàn)箱模擬外界運(yùn)行環(huán)境。受實(shí)驗(yàn)條件限制，實(shí)驗(yàn)室只能提供10kV電源，因此為