基于Intel80196输电线路故障在线监测系统的硬件实现

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外力破坏影响下的输电线路综合监测与预警系统

外力破坏影响下的输电线路综合监测与预警系统

外力破坏影响下的输电线路综合监测与预警系统作者:张朝晖张益龙来源:《计算技术与自动化》2021年第03期摘要:针对现有输电线路需要人工巡查盯守且监测效率低的缺陷,提出新型的方案。

采用MSP430F5438单片机芯片计算,通过杆塔监测子系统中的六种传感器检测出输电线路受外力破坏情况,利用云存储智能摄像头采集输电线路现场视频,经由光纤通信网络传送至后台主机管理子系统。

后台主机管理子系统通过高斯背景模型法,判断外力破坏情况是否符合输电线路杆塔安全距离。

测试结果表明,该系统可稳定监测不同电压等级输电线路受外力破坏情况并及时预警。

关键词:外力破坏;影响;输电线路;综合监测;预警系统Abstract:Aiming at the shortcomings of the previous transmission lines that required manual patrol and guarding and low monitoring efficiency, a new scheme was proposed. TheMSP430F5438 single-chip chip is used for calculation. The six types of sensors in the tower monitoring subsystem detect the damage of the transmission line by external forces. The cloud storage smart camera is used to collect the live video of the transmission line and transmit it to the background host management subsystem through the optical fiber communication network. The back-end host management subsystem uses the Gaussian background model method to determine whether the external force destruction is within the safety distance of the transmission line tower. The test results show that the system can stably monitor the damage of transmission lines of different voltage levels by external forces and provide timely warning.Key words:external damage; impact; transmission line; comprehensive monitoring; early warning system智能电网由大量输电线路组成,输电线路多布置于室外以及复杂环境下,输电线路安全对于电网稳定运行极为重要[1]。

基于光纤光栅传感的输电杆塔在线监测系统研究

基于光纤光栅传感的输电杆塔在线监测系统研究

基于光纤光栅传感的输电杆塔在线监测系统研究目录1. 内容概览 (3)1.1 研究背景 (4)1.2 研究意义 (5)1.3 国内外研究现状 (6)2. 光纤光栅传感器技术简介 (7)2.1 光纤光栅传感器工作原理 (9)2.2 光纤光栅传感器的优势 (10)2.3 光纤光栅传感器应用案例 (11)3. 输电杆塔结构与健康状况 (12)3.1 输电杆塔结构 (13)3.2 输电杆塔健康状况监测 (15)3.3 杆塔常见问题及风险 (17)4. 光纤光栅传感在输电杆塔监测中的应用 (18)4.1 光纤光栅传感器安装方法 (19)4.2 光纤光栅传感器数据采集方法 (21)4.3 光纤光栅传感器信号处理方法 (22)5. 在线监测系统设计 (23)5.1 系统总体架构设计 (24)5.2 硬件系统设计 (26)5.3 软件系统设计 (28)5.4 系统稳定性与可靠性分析 (28)6. 监测系统性能评估 (30)6.1 监测精度的评估 (31)6.2 监测范围与分辨率的评估 (33)6.3 系统响应速度评估 (34)6.4 系统耐久性与抗环境干扰能力评估 (35)7. 实景区域研究 (36)7.1 监测区域选择与环境因素分析 (37)7.2 现场安装与调试过程 (38)7.3 监测数据收集与分析 (40)8. 系统优化与案例研究 (41)8.1 系统性能优化方法 (42)8.2 典型案例分析 (43)8.3 研究成果总结 (45)9. 结论与展望 (46)9.1 研究成果总结 (47)9.2 存在问题与不足 (48)9.3 未来研究方向 (49)1. 内容概览本研究旨在探讨基于光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBGs)的先进传感技术在输电杆塔在线监测系统中的应用。

我们将首先介绍输电杆塔结构及其重要性,以及传统的监测方法和它们的局限性。

我们将详细讨论光纤光栅的基本原理、特性和传感能力,并分析其在桥梁、建筑和电力传输系统监测中的应用。

基于Intel 8098的速度自动跟踪控制系统

基于Intel 8098的速度自动跟踪控制系统

基于Intel 8098的速度自动跟踪控制系统
李素文
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】2004()11
【摘要】阐述了基于Intel 80 98的速度自动跟踪控制系统的组成及工作原理 ,其独特的信号辨向电路。

此方案不仅电路易行 ,性能可靠。

【总页数】2页(P91-92)
【关键词】跟踪;控制系统;Intel;8098
【作者】李素文
【作者单位】淮北煤炭师范学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.基于嵌入式PC机的跟踪雷达速度再生控制系统 [J], 田炜;唐亚川
2.利用Intel8098构成浮选过程的加药控制系统 [J], 丁育清;徐玉琴
3.GE Fanuc自动化即将推出新一代基于Intel Pentium M处理器——增加了对1.8GHz处理器的速度支持 [J], 陈海燕
4.基于DQN的自动驾驶机器人速度跟踪控制 [J], 郝高峰;付庄;郑辉
5.单片机控制的速度自动跟踪控制系统 [J], 沈显庆;郭殿林;刘岫岭
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基于逻辑运算的配电网故障定位方法及算例分析

基于逻辑运算的配电网故障定位方法及算例分析

Telecom Power Technology运营维护技术基于逻辑运算的配电网故障定位方法及算例分析傅梓劼(国网福建省电力有限公司泉州供电公司,福建为提高配电网故障定位准确率,针对传统算法模型在故障区段定位方面的不足,提出一种基于逻辑运算的故障定位方法。

利用逻辑运算来描述节点和断面之间的因果关系,并构建故障定位的数值计算模型。

仿真实验结果表明,粒子群优化算法和深度学习算法的准确率未达到100%,且粒子群优化算法的召回率最小为算方法对不同预设故障区域的单一故障的定位准确率和定位召回率均为电网故障定位方法准确率最高,具有较好的应用价值。

逻辑运算;配电网;故障定位;模型Fault Location Method and Case Analysis of Distribution Network Based onLogic OperationsFU Zijie(State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd., Quanzhou Power Supply Company, QuanzhouAbstract: In order to improve the accuracy of fault location in distribution network, aiming at the shortcomings 2024年2月10日第41卷第3期207 Telecom Power TechnologyFeb. 10, 2024, Vol.41 No.3傅梓劼:基于逻辑运算的配电网故障定位方法及算例分析表示,即由故障区段组成的集合。

其定义式为X ={x k ∈E |y k =1}(1)1.1.2 开关功能为衡量假定故障场景下故障信息解释的合理性,需要构建集合X 与故障信息之间的对应关系。

与X 相对应的节点s i 的故障信息可用开关函数J i (X )表示。

J i (X )以X 为自变量,即当配电网的故障场景为X 时,既不误报也不漏报节点s i 的故障信息取值。

输电线路故障声源定位系统设计

输电线路故障声源定位系统设计

输电线路故障声源定位系统设计作者:李建业李思毛陈文栋曹付勇刘宏光来源:《今日自动化》2020年第04期[摘要 ]考虑到传统输电线路故障声源定位系统,在开发时没有设计声音采集传感器,导致声源定位点位与实际故障点位误差大。

为此,进行输电线路故障声源定位系统设计。

在系统硬件方面,设计声音采集传感器,采用superlux ECM666B电容测试麦克风组成的四元麦克风阵列;设计型号为PXI-2589数字采集卡对数据进行采集。

通过可视化主机,将数字采集卡采集到的声音振动信息上传至平台,实现系统硬件设计;在系统软件方面,首先进行输电线路故障声源数据的选取,对声源进行时延估计,将OMS子系统中的告警信息列出;再通过输电线路故障声源数据的处理,利用输电线路故障声源定位区域判断计算公式,得出输电线路故障声源定位点位,完成系统设计。

经实例分析证明,设计的定位系统定位得到的声源位置与实际故障点位更接近,具有更高的定位精度。

[关键词]输电线路;故障声源;定位系统;定位点位[中图分类号]U226.8+1 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487(2020)04–00–03[Abstract]Considering the traditional fault sound source location system of transmission line,there is no sound acquisition sensor in the development, which leads to the large error between thesound source location and the actual fault point.Therefore, the sound source location system of transmission line fault is designed.In the aspect of system hardware, a sound acquisition sensor is designed, which adopts super lux In the aspect of system software, firstly, the sound source data of transmission line fault is selected, and the time delay of sound source is estimated The alarm information in OMS subsystem is listed; then through the processing of transmission line fault sound source data, using the calculation formula of transmission line fault sound source location area judgment, the transmission line fault sound source location point is obtained, and the system design is completed.The case analysis shows that the location of the sound source obtained by the positioning system is closer to the actual fault point, and has higher positioning accuracy.[Keywords]transmission line; fault sound source; positioning system; positioning point本項目针对淄博输电电网可能出现的故障做提前预判,通过检测故障发出的声音的特点,定位故障点,并进行现场拍照,通过监控平台查看故障情况。

基于以太网的交流接触器在线监测系统设计

基于以太网的交流接触器在线监测系统设计

基于以太网的交流接触器在线监测系统设计
李小斌;娄建军
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2016(035)008
【摘要】针对工业远距离测控环境,设计了基于以太网的交流接触器在线监测系统,实现了交流接触器的运行状态实时监控,达到了状态检修的目的,解决了传统交流接触器只能实现定期检修和事故检修的问题.设计了一种基于C8051F040型单片机和以太网芯片ENC28J60实现的测控系统,详细介绍了系统的工作原理,重点阐述了通信系统软硬件设计方法.实验结果表明,该系统能够实现远距离的交流接触器状态实时监控.
【总页数】4页(P32-35)
【作者】李小斌;娄建军
【作者单位】宝鸡文理学院电子电气工程学院,陕西宝鸡 721016;宝鸡卷烟厂,陕西宝鸡 721000
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.9
【相关文献】
1.基于以太网和McWiLL的俞电线路在线监测系统设计 [J], 王峰;李丹;
2.基于以太网和McWiLL的输电线路在线监测系统设计 [J], 王峰;李丹
3.基于ANSYS的智能交流接触器触头系统设计 [J], 王命梅;许志红
4.基于ZigBee和以太网技术的巷道顶板离层数据在线监测系统设计 [J], 王立飞;王晓荣
5.基于CAN总线的交流接触器状态在线监测系统设计 [J], 李小斌;娄建军
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基于Internet的远程分布式绝缘在线监测与诊断系统

基于Internet的远程分布式绝缘在线监测与诊断系统

基于Internet的远程分布式绝缘在线监测与诊断系统
郑先锋
【期刊名称】《华电技术》
【年(卷),期】2004(026)005
【摘要】远程分布式绝缘在线监测与诊断是电力设备状态维护的新的发展方向,提出了4层结构的远程分布式绝缘监测和诊断系统的体系结构和基于Windows DNA体系的分布式绝缘监测和诊断系统.通过远程分布式绝缘在线监测与诊断系统,实现了电力设备的绝缘监测和绝缘状态诊断的自动化和智能化.
【总页数】3页(P47-48,53)
【作者】郑先锋
【作者单位】河南机电高等专科学校,河南,新乡,453002
【正文语种】中文
【中图分类】TP274+.5:TM769
【相关文献】
1.基于Internet的设备在线监测与故障诊断系统 [J], 蒋全胜;孔建益;闵华松
2.基于网络的分布式在线监测诊断系统 [J], 李富才;訾艳阳;何正嘉
3.基于Internet的分布式实时在线监测软件的设计与实现 [J], 廖双龙;王凌峰
4.基于Internet泊分布式实时在线监测软件的设计与实现 [J], 廖双龙;王凌峰
5.基于终端服务的水泵机组远程在线监测诊断系统 [J], 吴建港;冷永刚;杨彩云
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基于Intel80C196单片机的配电线路故障监测系统

基于Intel80C196单片机的配电线路故障监测系统

基于Intel80C196单片机的配电线路故障监测系统关海鹏【摘要】本文对某化工厂配电线路故障系统提出了新的改进措施,具体包括硬件与软件两方面.硬件方面主要是更换单片机;采用太阳能供电以达到节能效果;对A/D 转换器进行更换.软件方面,增加了数学形态法与小波变换相结合的滤波方式,以保证系统不受到谐波与其他噪声的干扰;增加建立现场数据库的功能,可以很好地记录现场数据,为以后设备的升级和研究提供真实且有价值的数据信息.【期刊名称】《山西师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(028)002【总页数】3页(P40-42)【关键词】单片机;在线监测;线路故障检测;数据库【作者】关海鹏【作者单位】运城学院应用数学系,山西运城044000【正文语种】中文【中图分类】TM755化工企业在生产过程中,会产生大量的酸性气体,这在一定程度上会增加配电线路在线监测系统的开发难度.本文根据某化工企业的具体问题,本着尽量减少元器件数量,多使用软件实现各项功能的原则,对原有系统进行了改进,从而降低了环境对监测系统的影响.1 系统硬件构成本系统初始阶段,搜集配电线路正常运行条件下的数据,与实验结果进行比较修正,获得适合现场的参考模型;在后期运行中将实时监测的现场信号,经过数字滤波除去干扰后,与参考模型比较,判断配电线路的运行状态,及时发现问题并报警.系统的硬件是由单片机组成的电子控制电路,具体原理框图如图1所示.本设计并未对上位机的操作进行修改,仅是在原有设计的基础上提出改进,因此不会对操作人员产生影响.本设计中的单片机采用的是Intel80C196芯片,与A/D转换器直接相连,利用数字滤波去噪后,提取数据,传输至监控中心(上位机中).监控中心将所采集的数据与前期的参考模型进行比对,若发生异常,则发出报警指令.下位机的主要控制单元Intel80C196单片机是Intel公司采用CHMOS工艺生产的一种低能耗、低价格、高性能的16B控制器[1].Intel8XC196芯片有一个共同的内核,具有丰富的外设接口,灵活的输入/输出系统和时间处理器阵列(EPA)[2].所以该芯片更适合于数据分析.图1 系统硬件原理图Fig.1 Schematic of system hardware在Intel80C196单片机中自带了内部定时器,可以将原系统的外部定时器精简掉.该单片机中的定时器0中断服务程序主要用来启动A/D转换器;定时器1中断服务程序则负责控制报警器信号电平,从而产生不同的报警声音.新设计将更换原系统的A/D转换器.原系统采用的是12位AD375 A/D转换器,但由于新系统采用了数字滤波,因此将A/D转换器更改为16位的ASD007.SAD007A/D转换器采用超大规模模拟数字混合设计,非常适合用于数字采集和信号处理.它转换的时间小于20 μs,典型值为15 μs,因此提高了系统的反应速度.文献[3]中已经介绍了SAD007的功能图和与系统的连接图,此处不再赘述.系统中电流传感器的主要功能就是对电流的变换进行采样.电流传感器的输出处理和鉴别电流带有工频与脉冲电流鉴别电流和信号锁存,即通过信号调理器将信号进行调理保持[4].本设计中的电流传感器采用的是罗果夫斯基线圈原理.在正常情况下,传感器的电流值固定.一旦发生异常,会产生故障电流并保持.此时,信号调理器会将异常数据记录下来并发送给A/D转换器.因本系统在户外,所以在供电方面,改为当前技术比较成熟的太阳能方案.上位机系统如图2所示.图2 上位机系统示意图Fig.2 Schematic of principal computer system上位机对下位机传输过来的数据进行分析,并将其与现场数据库进行比对,实现检测定位.2 系统的软件设计软件分为下位机软件和上位机软件两部分.下位机的软件是运行在单片机上的,主要包括:定时器0中断服务程序、定时器1中断服务程序、串口中断服务程序、主程序等(此处从略).上位机的软件包括软件主程序、新建立的现场数据库参考模型、故障处理程序等子程序.上位机程序流程图如图3所示.上位机初始化的过程,其实就是建立监测参考模型的过程,即对上位机中的数据库进行初始化,并实时修正的过程,这个过程大约需要一个月的时间周期.由于北方四季温差大,该工厂所在的环境也较复杂,因此建立参考模型的周期可以进行适当调整.本系统采用阈值监测法,配电线路正常工作时,阈值会在一个合理的范围之内.上位机对下位机采集传输过来的数据进行分析后,若发现数据超出了阈值的合理范围,则主程序会调至故障处理部分,向下位机发送故障报警信号,得到故障定位结果.故障处理部分采用的技术主要包括:利用数学形态法与小波变换相结合的滤波方法,消除各种谐波和其他干扰,寻找故障点.另外,为方便系统升级以及为该企业以后输电线路的改造升级提供参考,本系统增加了故障类型统计功能,包括不同故障的发生时段.为保证系统中数据库的一致性、监测系统的安全性和稳定性,设计者限制了用户的权限,仅让操作者透明使用系统功能.3 结束语本系统中采用的数据库技术在邻近系统中已经开始使用,取得了很好的效果[5].本系统是根据现场环境设计改进,因此仿真效果较原系统好,能实时发现故障,并能迅速得到故障定位.随着技术不断发展,会产生更可靠的方法和手段改进新系统.在今后与企业的合作中,研发人员将根据具体问题,对配电线路故障监测系统进行升级.图3 上位机程序流程图Fig.3 Flowchart of principal computer program参考文献:【相关文献】[1]李旭,周有庆,王洪涛,等.基于GSM低压配电网线损监测装置的研制[J].电气应用,2007,26(4):90~93.[2]程军.Intel 80C196单片机应用实践与C语言开发[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.28~66.[3]关海鹏.企业配电线路中抑制噪声干扰方法的研究[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2013,31(4):668~670.[4]周永涛,王汉功,陈小虎,等.嵌入式远程监测系统的硬件设计[J].航空计算技术,2007,37(3):77~78.[5]张占龙,胡平,王科,等.基于GSM电力线路故障监测系统研究[J].电测与仪表,2009,46(7):38~40,73.。

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某化工企业所使用的产品问题 比较多, 而且不 能很好 的保证检测线路 的安全. 针对这一现状 , 下 文 以单片机为基础开发 出性能较好 的线路故障监 测 系统 .
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图2
1 系统 原 理 和 特 点
由于该企业变 电所具体环境的特殊性 , 现有的 检测设备不能很好地进行线路故 障检测. 基于这个
对 当前 线路 故障监 测 系统提 出相应 的改进 意见. 新线路 监 测 设 备根 据 现 场 具体 环 境及 工作人 员
要求设计. 本文主要体现在硬件 实现 方面:/ A D转换 器的更换、 存储 器的扩容 , 以及译码器的考 量.为今后该 系统实际应 用中软件的改进和研 究提供可靠的平 台. 关键词 : 单片机 ; 嵌入 式; 数据库 ; 线路故障监测 中图分类 号 : T 27 P 7 文献标 识码 : A 问题 , 笔者曾在文献[ ] 2 中提 出利用前期采集到的 信号与实时故障检测信号进行 比对 , 从而实现故障 检测定位. 整体的设计思想如下: 电流传感器采集
0 引 言
我 国工业企业的在线监测技术起步 比较晚, 其 新技术 、 新方法和诊断软件都在不断完善和改进之 中, 加之市场竞争导致信息不对称 , 相互沟通较少 , 因此在线监测与诊断阈值的标 准化问题 的研究和 解决进展缓慢. 目前 常用 的保护装置有 : 带时 限的 过电流保护 、 电流速断保护、 电压保护、 低 中性点不 接地系统的单相接地保护 以及 由双电源供 电时的 功率方向保护等….
信号 , 通过 A D转换器将信号传输 到单片机, / 单片 机对数据进行数字滤波处理 , 然后将数据传至上位 机 ( C机) 上位机进行数据处理并判断 , P , 如果信 号超 出固定阈值范 围就会通知下位机报警. 单片机 ( 下位机) P 和 C机 ( 上位机 ) 的通信由串行口实现.
2 系统硬件实现
本设计是利用当前的嵌人式开发原理 】针 , 对原成型产品的缺陷进行改进. 1 图 是该企业原线
路监测设备 的原理框 图, 2为笔者与研究人员根 图 据现场实际情况 , 出改进 的硬件 图. 提 下面将针对 图2中的主要修改分析原因.
_ _ )

二 = ; {
图1
随着单片机处理信息 能力 的提高 ( 比如增加
了数字滤波 ) 程序源代码增加 , , 对程序存储器容 量的要求也相应增加. 系统与原系统相 比, 新 扩充
图5
了程序存储器和数据存储器的容量.
原系统采用 3 K 2 B程序存储器 , 新系统 中增加 到 4K ( 8 B 增加一片 2 18 . 72 ) 相应程序存储器接 口
0 / F ,1 0 F ,2 0 0p ,0 1 F ,3 0p , .1 z 0 0p 20 F . 0 F
ห้องสมุดไป่ตู้
3 F. 0 p 电阻 R 的值 为 60欧. 中信号 L A 2 图 O D,
S D T D L D H来 自 A S , R ,R 译码电路.
22 存储 器 的扩 充 .
第 2 卷 第5期 9
21 年 0 月 01 9
佳 木 斯 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Ju a o i ui nvrt N trl c neE io ) or l f a s U i sy( a a Si c dtn n Jm ei u e i
V0. 9 ND 5 12 I .
电路见图 5 图中信号/ O C 1/ O C 2来 自 . R M S 、R M S 译 码 电路 .
数据存储器采用的 R M, A 由两片 626构成. 25 626是一种 3 × b 的高度集成的 R M, 25 2 8i t A 采用单
① 收稿 日期 :0 1— 8—0 21 0 4
作者简介 : 关海鹏 (92 ) 女 , 18 一 , 山西运城人 , 运城学院助教 , 士学位 . 硕 主要研究方向 : 嵌入式应用技术研究.
74 3
佳 木 斯 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
2 1 年 01
8 C9 X 16系列有 一个共 同的 内核 , C U是 通用 寄 即 P
S p. e 2 1 01
文章编号 : 0 — 4 2 2 1 )5一 7 3 0 1 8 10 {0 1 0 o 3 - 3 0
基 于 It816输 电线路故 障在线监测 系统的硬件实现① ne 09 1
关海鹏
( 运城 学院应用数学 系。 山西 运城 0 4O 4 0O)

要 : 与某化工企业合作 , 采用实验方法, 对其原有在线监测 系统的不足之处进行 了研究, 针
位总线兼容 能力和转换精度小于 0 03 S .0 %F R等 特点. 值得注意的是 ,A 07属高精度器件 , S D0 使用 时模拟地与数字地应严格隔离 , 以免字信号流经模
拟地导致模拟信号噪声.A 07连接图见图4 S D0 .
图4
其中 c C 1 1一 1 都是过滤 电容 , 所对应的值分 别是 1z 0 4 F,.2z 0 1 / F,.7 02 / F,. F,.2x 02 / F,
A D转换 器 不 能 满 足 新 监 测 系统 的需 求 . / 在新 设
存器 一 寄存器结构 , 并且具有丰富 的外设接 口, 灵 活的输人/ 出系 统和 时 间处理 器 阵列 ( P ; 输 E A) HI SO系列由带有高速输 输出口的系统构成 . 引
1 位 数据 输 出 6 通 控 制
计的系统中, 将转换器更换为 l 6位 A D转换器. / 本文采用的 A D转换器是十六位的 S D 0 . / A 07 其功 能框 图见图 3 .
图 3
图7
S D 0 / A 07A D转 器 在本 系 统 中主要 是 利 用 其
数据采集和信号处理功能. 该转换器的主要有转换 时间小 于 2 , 型值 为 1 具 有 8位或 1 O 典 5 s; g 6
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