自动观冰站技术方案.doc
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-14 格式:DOC 页数:14 大小:8.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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自动观冰站技术方案系统概述、极端气候条件在近年来不断发生,严重威胁供电安全。因此研究微气象条件下输电线路导线覆冰的形成和状态变化机理,总结发展规律是规避由于线路规划设计失误造成大面积线路冰雪气象灾害的有效方法。因此在冰雪多发地区建立输电线路人工覆冰观冰站,实现观察和掌握严寒地区不同气象条件下输电线路导线覆冰的形成和变化趋势。由于常规的人工观冰站环境比较恶劣,存在观测人员工作辛苦,观测数据不够精确、观测数据量较少等问题。自动观兵站利用现代电子技术、测量技术、新能源技术、通讯技术、软件技术等现代化手段,采集被观测导线的覆冰前后整个过程的重力、环境温度、湿度、风速、风向、雨量、日照、气压、雪(冰)厚、现场图像等数据,数据采集完成后通过GPRS或卫星通信网络将数据传输至监控中心,中心利用软件分析、数据库技术实现对现场数据的分析处理,给出覆冰厚度、气象参数、图像等。相比人工观测站具有全天候工作、自动化程度高、采集数据精确、节省人力、物力的优点。系统总体架构自动观冰站由安装在观冰站现场的观测装置、无线通信网络、监控中心组成;观测装置安装在观测塔上,主要由监控主机、传感器、图像监控设备、电源系统组成。传感器主要有:环境温湿度传感器:测量环境温湿度;气压传感器:测量大气压力;风速传感器:测量风速;、风向传感器:测量风向;日照传感器:测量日照强度;拉力传感器:测试观测导线的重量变化;图像设备:拍摄现场图像;雪厚标尺:观测覆雪的厚度。技术实现如下图所示在观冰站上安装相关监测设备,相关塔体结构需做改动,顶部加装设备安装平台。监测主机监测主机主要完成微气象区气象数据、模拟导线法覆冰数据、供电系统数据、观雪台雪量数据等各个数据采集、模型处理和高清摄像机对观雪台、模拟导线的现场实时拍照数据压缩处理并将其数据打包,按照相关通信协议数据格式通过GPRS通信方式发送至监控中心,监测中心通过分析判断得出现场的运行状态。监控中心可对监测主机进行远程参数设置,如监测主机的采样时间间隔以及实时数据请求等。气象参数温湿度采集:系统中使用的温度传感器,其采用SHTxx系列单芯片传感器,是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件,并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。SHTxx采用串行接口,它的分辨率可以根据对现场的采集速率而进行调整,一般情况下默认的测量分辨率分别为14bit(温度)、12bit(湿度)。它的主要性能指标:温度的量程范围:-40℃~123.8℃温度分辨率:0.01℃湿度的量程范围:0%~100%RH环境湿度监测范围:0%RH~10%RH,90%RH~100%RH精度:±3%RH;80~100%RH,精度:±2%RH供电电压:3.3V风速风向采集:系统中使用的超声波风速风向传感器,其工作原理是利用超声波时差法来实现风速的测量,超声波在空气中传播的时候,会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同,它的速度会加快;反之,它的速度会变慢。它的主要特点及性能指标:无启动风速限制,360°操作,同时具备风速、风向的测量;测量精度高,性能稳定;结构坚固,仪器抗腐蚀性强,在安装和使用时无需担心损坏;克服了机械式风速风向仪固有的缺陷,能全天候地、长久地正常工作,新的设计还可经受暴雨、冰雪、霜冻环境的考验;设备轻巧,携带轻便,安装、拆卸容易;信号接入方便,同时提供数字和模拟两种信号;不需要维护和现场校准。风速:测量范围:0~60m/s;精确性:±0.2m/s;(当风速在0-5米/秒范围内),<测量值的3%(当风速>5米/秒);分辨率:0.1m/s风向:测量范围:0~359.9°;精确性:±3°;分辨率:0.1°;气压采集:系统中选用的SCPX000芬兰VTI系列气压传感器,它基于D-MEMS技术的绝对压力传感器,它内带AD转换器、ASIC结构以及EEPROM存储单元,并可通过SPI接口与综合分机进行通讯。它的主要特点及性能指标:测试范围:30Kpa~120Kpa绝压;绝对压力精度:-100~+100Pa;分辨率:1.5~6Pa日照强度采集:系统中使用的TBQ-xx的日照传感器,它由快速响应的线绕电镀式热电堆组成。感应面涂3M无光黑漆,感应面为热接点,当有阳光照射时温度升高,它与另一面的冷接点形成温差电动势,该电动势与太阳辐射强度成正比。其信号线与CPU的AD接口相连接,并通过计算得出日照强度。它的主要特点及性能指标:灵敏度:7-14mV/KW.m-2;响应时间:<35S(99%响应)光谱范围:0.3~3.2μm温度系数:不大于±2%(