1、畢業論文（設計）開題報告論文題目：輸電線路導線溫度檢測及動態增容系統設計 系部名稱： 專業班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 教師職稱： 20年月日畢業論文（設計）開題報告一、結合畢業論文（設計）任務書的要求，根據所查閱的文獻資料，撰寫3000字左右的文獻綜述：1.選題的目的、意義20世紀70年代起，我國基本就處于嚴重缺點局面，電力供應短缺是制約經濟發展的主要瓶頸。03年以來，我國24個省，自治區“拉閘限電”鬧“電荒”。在拉閘限電的背后，除了電源緊張帶來的“硬缺電”之外，長期“重發，輕供，不管用”，電網發展嚴重滯后于電源建設，帶來的電網結構薄弱，電源配置不合理導致缺電和窩電現象并存也是電

2、荒的一大根源。為了解決上述問題，增加電網的輸送能力迫在眉睫。隨著電網密度的逐漸增大，新建線路走廊日益緊缺，提高導線溫度可以充分發掘現有線路的輸送能力，減少新建線路數量，降低新建線路投資，其生產的經濟和社會效益是十分明顯。輸電線路導線溫度及動態增容系統可以實現導線溫度和壞境數據信息（環境溫濕度，風速，風向，日照強度）的采集，可以對所采集的數據處理，存儲并向數據中心發送處理后的數據，可以將建立的數學模型嵌入到專家軟件，并依據數學模型計算導線載流量，分析線路躍遷時導線溫度變化及弧度變化，繪制溫度和弧垂度曲線圖，可以實時顯示現場傳輸過來的監測數據，并具有歷史查詢功能，還可以通過監測中心主機修改監測分機

3、運行參數。2. 國內外研究的現狀目前我國很多區域的電網都在靠犧牲電網的安全性和設備的可靠性艱難地維持運行，各級電網都靠超負荷運載來滿足市場的供需平衡關系，這種超負荷運行存在巨大的安全隱患。如果新建線路走廊則投資巨大，建設周期長。據報道，國家電網500kv線路中約1/4送電力受限，而且這些線路大都屬于跨區域跨省聯絡線，大資源送出線路和負荷中心受入線路，配電網卡脖子現象較為普遍。據研究表明，2010年我國西電東送容量達到6440萬KW，其中采用交流500kv線路輸電的為4300萬KW。按500kv線路現有水平計算，即每回500kv線路輸送80萬KW，則大約需要500kv交流線路50回。如果在現有輸

4、電線的實際情況下，在不改變現有輸電線路結構和確保電網安全運行的情況下，通過技術改造和技術升級，挖潛增效，增加線路輸電容量，則可以解決用電高峰期及部分線路故障等情況下提高輸電線路輸送能力的問題。2005年，國家電網公司在北京特別召開提高電網輸送能力工作會議，會議指出：在加快特高壓骨干電網建造的同時，需要積極提高現有電網輸送能力。無論是從提高供電可靠性角度，還是從延緩建設投資效益的角度分析，對增容技術的研究都將具有良好的社會效益和經濟效益。目前，國內外的增容方法主要有靜態提溫增容技術和動態監測增容技術兩種。（1）靜態提溫增容技術我國現行設計規程規定輸電線的導線允許溫度限額為70，而國際上大多數國家

5、規定導線溫度限額在80及以上，如日本，美國允許90，法國85，德國，荷蘭。瑞士允許80.靜態提溫增容技術是指突破現行技術規程的規定，環境溫度仍按40考慮，線路上的風速和日照強度完全符合規程要求，將導線的允許溫度由現行規定的70提高到80和90，從而提高導線輸送容量。我國規程規定，計算導體允許載流量時，對于鋼芯鋁合金絞線，導體允許溫度可采用70（大跨越可采用90），環境氣溫應采用最高氣溫月的最高平均氣溫（40），風速應采用0.5m/s（大跨越可采用0.6m/s），日照強度應采用1000w/.但運行經驗表明，這種極限值是保守地基于最惡掠的氣象條件下為維持線路對地的安全距離而得出的。實際上，絕大多數

6、情況下允許輸送容量超出一些并不會造成設備故障和系統損壞。因此在現有線路設計的技術要求下，在不影響線路運行安全和線路使用壽命的情況下，輸電線路有很大的增容空間，但要保障線路在增容的情況下安全運行，就必須時時掌握線路運行狀況進行及時調控，確保線路運行安全。（2）動態監測增容技術動態增容技術就是在輸電線路上安裝在線監測裝置，對導線狀態（導線溫度，張力，弧垂等）和氣象條件（環境溫度，日照，風速）進行監測，在不突破現行技術規程規定的前提下，根據數學模型計算出最大允許載流量，充分利用線路客觀存在的隱性容量，提高輸電線路德輸送容量。動態監測增容技術在不突破現行技術規定的條件下，可保障系統穩定和設備安全運行，

7、因此有很強的使用性。國外在線動態監測增容系統技術得到了廣泛應用，國內諸多高校，研究生和企業也都針對動態增容技術進行了研究，并得到較大范圍內的應用，大大提高了電網輸送能力。國外動態增容技術的現狀：美國電氣研究協會開發出一種利用實際氣象和設備的實時溫度監測確定線路動態容量的監測系統（DTCR），它與數據采集有一定聯系。動態容量的監測系統包括一個計算模塊，內含美國電氣研究協會開發的各種類型輸電設備的熱模型。該模塊考慮了實際氣象條件，其他環境參數（如土壤參數等），設備溫度參數及電氣負載等因素。監測設備包括小型氣象臺，導體松弛度和溫度傳感器，數字化數據單元。DTCR可計算出連續更新線路的動態負載容量。美

8、國SRP公司目前在2條重要輸電線上使用DTCR技術，使線路負荷短時超出它們的固定容量。使用DTCR使該公司修建新線路工程推遲了五年，最少節省了約900萬美元的費用。加拿大BC水電公司在靠近Vancouve的2條地下電纜上使用了DTCR技術，DTCR技術使其更換電纜的計劃推遲一年，一次性節約100萬美元。國內動態增容技術的現狀：上海交通大學也對DTCR進行了相關研究。他們對DTCR的概念及作用機理，DTCR系統模型，系統構架方案進行了研究和論述，將DTCR系統模型主要分為基于氣象因素的輸電線電流溫度模型WCTM（weather based currenttemperature model）和安全

9、性判據2個方面的內容。另外，上海交通大學還研發出一種利用實際氣象條件和對線路參數進行監測來動態確定線路輸送容量的監測系統。它由多個裝設在耐張輸電線路桿塔上的數據采集終端和設在調度中心的一個監控管理平臺構成，通過GPRS或GSM來完成數據采集終端與監控管理平臺之間的數據傳輸。監控管理平臺通過SCADA系統接口進行數據交換，實現系統與調度系統軟件的結合。利用專家系統對輸電線路的狀態進行預警分析。 華東電力實驗研究院也對動態增容技術進行了研究，主要論述了現有輸電線路動態監測增容技術，并指出數學模型是其中的技術關鍵。華東電力實驗研究院在影響輸電線路輸送容量的瓶頸點設置監測裝置，監測導線溫度，環境溫度和

10、日照強度。從調度的實時數據系統監測線路和相關輸電斷面的電流。設計了數學模型，將監測數據轉換成增容運行數據，為調度人員進行安全增容運行提供依據，系統主要由現場實時監測裝置，數學模型和系統主站組成。氣象條件監測裝置和導線狀態監測裝置現場相對復雜一些。參考文獻：1 黃新波.輸電線路在線監測. 中國電力出版社,2008.2 來清民.傳感器與單片機接口實例. 北京航空航天大學出版社,2007.3 馬國棟.電線電纜載流量. 中國電力出版社,2003.4 盧明良.輸電線路導線舞動監測技術的研究. 中國電力出版社,1994.5 楊巍巍.輸電線路狀態在線監測系統終端. 上海交通大學,2007.畢業論文（設計）開

11、題報告二、本論文（設計）要研究或解決的問題以及擬采用的研究手段（途徑）：本論文（設計）要研究或解決的問題：1)本課題研究問題及任務要求 (1) 監測導線周圍溫度，濕度，和風速等 （2）當溫度或者濕度超過平均值是會有報警提示 （3）按鍵實現對監測儀器零點的調整 （4）LED顯示溫度，風速等 (5)架空導線載流量的計算公式 （6）動態增容系統總體構成2）本課題要解決的問題要先查找溫度傳感器，風向傳感器的資料，對傳感器的原理和優缺點進行分析。目前應用最多的傳感器有半導體式傳感器，紅外式傳感器，PID光離子傳感器等。分析傳感器監測的信號，然后查閱資料設計相應的硬件電路。上述傳感器監測的信號是帶有一定干

12、擾信號的電信號，所以要設計濾波，放大，A/D轉換電路。架空導線目前的計算公式很多，日本，前蘇聯，美國都提出了一些公式。因此選擇合適的公式也很重要的。3）預計可能遇到的困難 （1）軟件編寫：在軟件設計中要完成語音提示，LED顯示等軟件編程。這些模塊在以前的學習中很少用到，一次編程比較困難。（1） 干擾信號的處理：干擾信號來源很多，很小的干擾信號經過放大后就影響輸入輸出信號，對監測儀器造成影響。因此處理干擾信號也是一個難題。（3）調試：這是設計中最重要也是最關鍵的一個環節，由于以往調試的經驗很少，如何調試使整機要求達到設計要求是比較困難的。本論文（設計）采用的研究手段和方法：（1）軟件編程中，首先查找語音提示、LED顯示等模塊的相關資料，對這些模塊的工作原理進行了解，并通過網上此類模塊相應程序的理解，最后結合設計編寫自己的程序。（2）干擾信號的處理，可以從軟件和硬件兩個方面來處理。硬件中可以設置濾波器將信號進行濾波處理，還可以在信號放大時采用差分放大來減小干擾，如采集時刻應該多采集幾組數據取平均值或者算數平均值來減小誤差。（3）調試時，可以從硬件調試和軟件調試兩個方面來調試，在聯機調試。硬件調試時，先靜態調