论文摘要
随着我国经济的发展以及各地区对电力的更大需求,使得电力输电塔的分布越来越广泛,输电塔由于常年的处于野外环境下,老化现象严重,给输电塔的安全造成了隐患,在以往电力事故中,有很大一部分是由于输电塔自身故障造成电力线的中断,给国民经济的发展造成了很大的损失,因此通过输电塔的在线监测以提前预知输电塔的异常状况显得十分重要,而在当前的输电塔监测中,大多采用人工定期巡查的检测方式,这种方式费时费力,受输电塔的地理位置和气候影响很大,远远不能满足输电塔在线监测的灵活性和全天候的任务,而随着3G等无线技术的发展,对输电塔的远程监测提供了新的方法。本课题在基于3G无线传输技术、互联网技术的基础上,研究探讨了远程方式对输电塔现场的环境参数(风速风向、温湿度)和塔应变力进行监测,并采用可移动的远程控制中心客户端,方便随地监测输电塔现场状态,具体工作将会主要从以下几个方面展开：(1)针对输电塔现场地理位置比较偏远,使用传统有线方式布线困难,成本高昂的问题,研究采用CDMA的无线传输方式,利用现有的基站平台和互联网,提出基于C/S的网络设计方案,在服务器端采用域名系统,解决了非专网下动态IP地址分配时客户端接入服务器的限制;针对输电塔现场电磁环境恶劣,采用通过光纤交换机与基于网络的多个采集器构建现场局域网的方案,降低了外界环境的干扰,且在遭受雷击等自然灾害时,能够最大限度的减少设备损坏。(2)针对输电塔现场设备数据采集和远程控制,在进行现场监测中心软件开发时,主要做了了如下工作：①为能够及时响应远端命令并高效管理输电塔现场多测量设备,通过采用了消息驱动的多线程,使得单个采集线程在空闲时让出CPU,提高了采集效率,保证了参数测量的实时性。②规划采集器测试和正常两种工作模式,方便对数据的直接读取显示或按预置策略自动运行采集③通过采用将采集数据进行压缩的方式,提高了数据的存储容量,降低了无线传输成本。④利用软件结合硬件看门狗机制,在输电塔现场系统异常时自动重启,增强了系统的自恢复能力和可持续运行能力。⑤通过对输电塔设备状态进行日志记录,方便对系统运行异常的错误定位以及设备运行情况的回查。(3)为方便用户进行远程管理,提出了可移动的远端控制中心,主要进行的工作如下：①采用心跳包机制,可及时监测到网络异常,通过控制命令信息回传机制,保证了各种设备控制命令传输的可靠性。②设计友好的波形界面,实现输电塔现场应变力数据的实时波形显示,可直观的查看当前的塔位移状况。③基于ncftp设计了FTP客户端动态库函数,可以实现数据的断点下载功能,提高了无线网络传输的效率。(4)为了进行系统性能的测试,利用两个采集器与现场工控机组成局域网,两个串口分别连接测风传感器、温湿度测控模块进行环境参数采集,通过无线路由器进行远程连接,首先利用现场监测中心对设备进行控制测试,系统能够搜索到所有的传感器设备,并进行正常数据采集,并且在异常试验时,能够自动重启,验证了看门狗系统的有效性,满足了系统持续工作要求；其次利用远端控制中心接入现场监测中心进行控制,远端可以实现现场所有功能,并且可以及时监测到无线网络异常中断,最终实现了输电塔远程监测系统的功能需求。