输电线路舞动分析及基于光纤传感器的监测技术研究

论文摘要

输电线路覆冰后极易发生舞动现象。轻微的舞动可能发生相间闪络或者损坏金具、导地线的事故,严重的舞动会造成断线甚至倒塔的事故,严重威胁电力系统的安全运行。输电线路的舞动监测一直是电力工业界亟待解决的问题。本论文在调研国内外输电线路舞动研究的基础上,提出了基于光纤加速度传感器的输电线路的舞动监测方案。它通过光纤加速度传感器监测输电线路上某一点的加速度信息,然后将其数据传回控制中心。控制中心的分析软件根据输电线路的几何参数和力学数据,以及监测的加速度信息,分析并评价输电线路舞动的动力学特征。从这一原理出发,本文所做工作的主要内容如下:1)调研国内外输电导线舞动的研究现状,主要输电线路舞动的机理,以及导线舞动在线监测技术的现状;2)基于ANSYS建立适当的输电线路的数学模型,并进行导线舞动的仿真分析;3)设计并完成了基于光纤加速度传感器的导线舞动监测系统的设计,并基于VC++6.0开发了有关的监测软件,最后对整个系统进行了实验室测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 导线舞动机理研究现状
• 1.2.2 导线舞动在线监测与分析技术现状
• 1.3 现有舞动在线监测技术总结及发展趋势
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 输电导线舞动建模及仿真分析
• 2.1 输电线路力学模型的建立
• 2.2 ANSYS 在系统中的应用
• 2.3 输电线路仿真模型的建立
• 2.3.1 建立输电导线的有限元模型
• 2.3.2 导线舞动仿真模型的边界条件及载荷
• 2.4 导线舞动的有限元分析
• 2.4.1 有限元分析的数值计算过程
• 2.4.2 有限元动力学分析
• 2.5 导线舞动动态仿真
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于光纤传感器输电线路的舞动监测系统的整体设计
• 3.1 系统整体设计
• 3.1.1 系统设计思想
• 3.1.2 系统整体设计方案
• 3.2 光纤传感器的工作原理
• 3.3 光纤传感器和光调制解调仪的选用
• 3.4 光纤合成绝缘子串的设计与选型
• 3.4.1 绝缘子片数选择
• 3.4.2 金具串组装型式
• 3.4.3 各种运行工况下相应的空气间隙值
• 3.5 其他附件的设计与选型
• 3.5.1 关于光缆选型说明
• 3.5.2 关于夹具及外护套说明
• 3.6 本章小结
• 第四章 监控中心的软件开发
• 4.1 软件开发平台介绍
• 4.1.1 Visual C++的介绍
• 4.1.2 SQL 的介绍
• 4.2 系统功能模块的设计与实现
• 4.2.1 中心软件总体架构
• 4.2.2 用户管理模块设计与实现
• 4.2.3 信号接收模块的设计与实现
• 4.2.4 系统管理模块设计与实现
• 4.2.5 信息显示模块设计与实现
• 4.3 测试结果及分析
• 4.4 舞动测试实验
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 课题研究的局限性和展望
• 致谢
• 参考文献