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基于三维GIS技术的输电线路覆冰监测系统的设计与研究

作　者: 杨耀
导　师: 董华英; 李智敏
学　校: 华北电力大学
专　业: 电气工程
关键词: 三维GIS 覆冰在线监测
分类号: TM752
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 36次
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内容摘要

输电线路覆冰,不仅会对运行和维护工作造成影响,而且严重的时候,还可能会导致碰线短路、绝缘子闪络、断线甚至倒塔等重大事故的发生。由于目前在我国关于输电线路覆冰厚度取值的基础资料较少,所以在覆冰厚度的设计取值时,大多数情况下仍然以现场的调查作为依据。输电线路发生冰害时,它的持续时间长、发生频率高、覆盖面积大、影响范围广,对电网的安全稳定运行及供电的可靠性已经构成严重的威胁。在本文的第一章,介绍了国内外关于对输电线路覆冰在线监测系统的方法和现状。由于本项目是要将三维GIS的技术融入到覆冰在线监测系统中,使监测更加直观立体,所以在第二章,对于GIS、二维GIS以及三维GIS进行了简单的介绍。由于在对输电线路的覆冰进行监测和预测时,离不开相应的覆冰模型,因此本文的第三章,对几种主要的覆冰模型进行了介绍,对导线的舞动的模型进行了分析,介绍了风速求取的方法以及覆冰量的计算方法等。在第四章中,是对本项目软硬件的设计进行的介绍。这一章的内容主要包括系统功能的概述和整体结构的设计；监测分机硬件设计时一些重要设备的选用以及关键技术如何解决；监测分机的软件的功能介绍和数据库的选用等等。项目完成之后,对其进行了试用,在第五章中,分别简单介绍了各个关键部件的安装效果以及融合了三维GIS技术后,在终端操作平台上观测的立体效果。第六章是本文的结论和展望部分,对本文的工作进行了简单的总结,并提出了一些远期的想法。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 问题的提出及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本文的主要工作  12-13
第2章三维GIS输电系统概述  13-18
  2.1 三维GIS以及三维输电线路GIS系统简介  13-14
  2.2 三维输电线路GIS系统的体系结构设计  14-15
  2.3 输电线路的建模  15-16
    2.3.1 地形动态建模  15
    2.3.2 杆塔及线路建模  15-16
    2.3.3 其他模型建模  16
  2.4 三维输电线路GIS系统实现的功能及其特点  16-17
  2.6 本章小结  17-18
第3章输电线路覆冰的数学模型的分析  18-30
  3.1 输电线路覆冰的力学模型的分析与计算  18-23
    3.1.1 求解水平张力  18-19
    3.1.2 求解主杆塔上张力TA所对应“平衡”的覆冰导线的长度  19-20
    3.1.3 冰厚计算  20
    3.1.4 导线覆冰生长预测模型  20-23
  3.2 导线舞动的分析模型  23-27
    3.2.1 导线运动的微分方程  24-26
    3.2.2 空气的动力系数  26
    3.2.3 导线舞动的轨迹  26-27
  3.3 最大风速的求取  27
  3.4 覆冰量的估算  27-28
  3.5 导线任意点弧垂计算公式  28-29
  3.6 本章小结  29-30
第4章输电线路覆冰监测系统的软硬件设计  30-38
  4.1 系统的功能概述和整体结构设计  30-32
  4.2 系统监测分机的设计  32-34
    4.2.1 监测分机的总体设计  32-33
    4.2.2 监测分机需要解决的关键技术  33-34
    4.2.3 传感器的选择  34
  4.3 监测分机的软件设计  34-37
    4.3.1 系统功能对软件的总体要求  34-35
    4.3.2 专家分析软件的设计  35-36
    4.3.3 数据库系统的选用  36-37
  4.4 本章小结  37-38
第5章输电线路覆冰监测系统的安装及应用实例  38-48
  5.1 杆塔上硬件监测分机的安装  38-42
    5.1.1 箱体的安装  38
    5.1.2 太阳能电池板的安装  38-39
    5.1.3 摄像机的安装  39-40
    5.1.4 拉力传感器的安装  40
    5.1.5 泄露电流采集环的安装  40-41
    5.1.6 日照传感器的安装  41-42
    5.1.7 测温单元的安装  42
  5.2 系统的应用实例  42-47
  5.3 本章小结  47-48
第6章结论与展望  48-49
参考文献  49-50
在学期间发表的学术论文及其它成果  50-51
致谢  51-52
作者简介  52

基于三维GIS技术的输电线路覆冰监测系统的设计与研究

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