一种电网输电气象采集系统 |
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| 申请号 | CN202410152254.9 | 申请日 | 2024-02-03 | 公开(公告)号 | CN117950081A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 国网河南省电力公司焦作供电公司; | 发明人 | 郑超超; 原康康; 王梦浩; 崔超超; 王晓慧; 栗维冰; 王钧瑶; 胡法定; 王志强; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 电网 输电气象采集系统，包括采集终端和手持式读取器，所述采集终端安装在输电 铁 塔横担上，其包括气象检测模 块 、中央处理模块和存储模块，气象检测模块和存储模块均连接中央处理模块；所述手持式读取器包括传输模块、显示模块和处理器，传输模块、显示模块均与处理器相连。本装置可对输电线路上的 风 速、 温度 等数据进行实时采集，从而有效提高电网建设运维作业效率，节约经济成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电网输电气象采集系统，其特征在于：包括采集终端和手持式读取器，所述采集终端安装在输电铁塔横担上，其包括气象检测模块、中央处理模块和存储模块，气象检测模块和存储模块均连接中央处理模块；所述气象检测模块用于采集包括风力、温度的气象数据；所述中央处理模块用于对采集到的数据信号进行分析处理；所述存储模块用于对数据进行储存；所述手持式读取器包括传输模块、显示模块和处理器，传输模块、显示模块均与处理器相连；所述传输模块用于连接采集终端；所述显示模块用于数据的显示呈现；所述处理器用于对来自采集终端的数据信号进行分析处理。 |
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| 说明书全文 | 一种电网输电气象采集系统技术领域背景技术[0002] 伴随着社会经济的高速发展，各行各业对电力供应的质量和数量提出了更高的要求，由于电网中输电线路所处环境的不确定性，使线路运行是否安全已成为电网可靠性的一项重要指标。由于当前山区高压输电线路较多，输电线路纵横延伸几十甚至几百千米，且多位于山区风口位置，山区气象条件复杂多变，大风强对流天气频发，因此高压输电线路受所处地理环境和气候影响很大，了解输电线路点的温度、风速、风向等气象参数，可以使线路技术人员及时掌握线路运行环境的气候变化规律，以便采取相应的措施，防止线路发生事故，减少经济损失。 [0003] 现行的气象数据观测系统，主要以区域性数据观测为主，无法针对高压输电线路、杆塔等具体点位进行数据观测采集，不能准确反映高压输电线路气象运行条件，对于杆塔运行状态评价、资产评估、技改大修、新建工程等电网建设运维工作的开展十分不利，导致运维作业效率低下，造成不必要的人力、物力资源浪费，产生较大经济成本。 发明内容[0004] 为了解决现有技术的不足，本发明旨在提供一种电网输电气象采集系统，本系统可对输电线路上的风速、温度等数据进行实时采集，从而有效提高电网建设运维作业效率，节约经济成本。 [0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电网输电气象采集系统，包括采集终端和手持式读取器，所述采集终端安装在输电铁塔横担上，其包括气象检测模块、中央处理模块和存储模块，气象检测模块和存储模块均连接中央处理模块；所述气象检测模块用于采集包括风力、温度的气象数据；所述中央处理模块用于对采集到的数据信号进行分析处理；所述存储模块用于对数据进行储存； 所述手持式读取器包括传输模块、显示模块和处理器，传输模块、显示模块均与处理器相连；所述传输模块用于连接采集终端；所述显示模块用于数据的显示呈现；所述处理器用于对来自采集终端的数据信号进行分析处理。 [0006] 优选地，所述气象检测模块包括温度检测器和风力检测器，风力检测器包括旋转翼组件、发电机、检测电路和霍尔传感器，旋转翼组件与发电机相连，霍尔传感器安装在发电机尾部，发电机、霍尔传感器连接检测电路。 [0007] 优选地，所述旋转翼组件采用三片式垂直旋转翼组件。 [0008] 优选地，所述检测电路上连接有超级电容，发电机产生电流能为超级电容充电。 [0009] 优选地，所述中央处理模块包括控制电路和时钟电路，控制电路用于按一定的间隔时间对风速及温度信号进行采集，采集后的数据及时保存在存储模块中，采集完成后立即休眠等待下一次采集；时钟电路能掉电走时，并能够将采集到的数据与当前时间一同打包。 [0011] 优选地，所述传输模块包括有线连接和无线连接两种方式，有线连接通过塔底预留的接线端口与上方的采集终端连接。 [0012] 本发明具有的有益效果为：1.本发明旋转翼组件可采用三片式垂直旋转翼组件，在遇风时能够旋转，其旋转速度与风力等级成正比。该旋转翼组件在起到数据采集作业功能的同时，还具备驱鸟的物理功能，用途广泛。 [0013] 2. 检测电路上还连接有超级电容，发电机产生电流能为超级电容充电，从而使采集终端能够风力自发电、维护长寿命运行。 [0014] 3. 霍尔传感器安装在发电机尾部，霍尔传感器能够根据电机的转速产生相应的脉冲，根据脉冲数的计算，从而得到风力值。 [0016] 图1为本发明的结构示意图；图2为本发明风力检测器的结构示意图。 具体实施方式[0017] 下面结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举例只用于解释本发明，并非限定本发明的使用范围。 [0018] 如图1‑2所示，本发明提出了一种电网输电气象采集系统，通过安装在输电铁塔横担附近，可对输电线路、杆塔等具体点位的风速、温度等气象数据进行采集，并存储于杆塔终端内，采用风力发电技术自行供电，且作业人员可对采集的气象数据进行手动读取和后台检测收集，可有效提高电网建设运维作业效率，节约经济成本，使采集数据更精确。 [0019] 本电网输电气象采集系统具体包括采集终端和手持式读取器，采集终端安装在输电铁塔横担上，其包括气象检测模块、中央处理模块和存储模块，气象检测模块和存储模块均连接中央处理模块；气象检测模块用于采集包括风力、温度的气象数据；气象检测模块包括温度检测器和风力检测器，风力检测器包括旋转翼组件、发电机、检测电路和霍尔传感器。旋转翼组件可采用三片式垂直旋转翼组件，在遇风时能够旋转，其旋转速度与风力等级成正比。该旋转翼组件在起到数据采集作业功能的同时，还具备驱鸟的物理功能，用途广泛。发电机与霍尔传感器均连接检测电路。旋转翼组件与发电机相连，检测电路上还连接有超级电容，发电机产生电流能为超级电容充电，从而使采集终端能够风力自发电、维护长寿命运行。霍尔传感器安装在发电机尾部，霍尔传感器能够根据电机的转速产生相应的脉冲，根据脉冲数的计算，从而得到风力值。 [0020] 具体的，检测电路包括直流调压模块和整流模块，直流调压模块连接霍尔传感器、控制器和整流模块，整流模块连接发电机。检测电路上还连接有超级电容，发电机产生电流能为超级电容充电，从而使采集终端能够风力自发电、维护长寿命运行。 [0021] 系统所有传感器均选择24vdc供电，系统采用控制显示一体的控制器，同样采用24vdc供电。系统内设置超级电容，可以短暂为系统提供24vdc电压，当风速波动时，能提供一定系统工作延时，以供系统写入数据。系统工作时，当风速大于四级风速时，大风带动风力发电机发电，由于风力发电的波动性，风力发电需要在后段设置电路进行稳压，将发出的电压稳定到DC24V，当风速持续大于4级时，系统可以持续工作，当风速出现波动时，系统可以为超级电容充电，以供系统记录数据。 [0022] 中央处理模块用于对采集到的数据信号进行分析处理。中央处理模块包括控制电路和时钟电路，时钟电路与控制电路相连。控制电路能够按一定的间隔时间对风速及温度信号进行采集，可定为每两分钟采集一次信号，采集后的数据及时保存在存储模块中，采集完成后立即休眠等待下一次采集。时钟电路，能够掉电走时，并能够将采集到的数据与当前时间一同打包。时钟电路安装在中央处理模块的内部，可有效做好防水防尘，确保长寿命动作免维护。 [0023] 存储模块用于对数据进行储存。本实施例中，存储模块采用单片机，数据储存在单片机的ROM中，且累计采集到2000个数据后，将自动覆盖最早的数据。 [0024] 手持式读取器包括传输模块、显示模块和处理器，传输模块、显示模块均与处理器相连。处理器用于对来自采集终端的数据信号进行分析处理。传输模块可通过塔底预留的四芯线的接线端口与上方的采集终端连接，或确保在采集终端有电的情况下进行无线连接，从而使本装置能够进行有线或无线方式与手持式读取器进行通信，便于野外作业，便于作业人员对采集的气象数据进行手动读取和后台检测收集，进而有效提高电网建设运维作业效率，节约经济成本。显示模块用于数据的显示呈现，具体可采用一个4.3寸的数据显示屏，其内置大容量锂电池，可持续充放电。 [0025] 当手持式读取器连接到采集终端时，可一键读取采集终端数据，并以图表曲线等方式在显示模块上显示数据，也可以将数据进行保存到手持式读取器内。手持式读取器可以对采集终端进行一键校时，确保采集终端时钟准确。 [0026] 本系统采集终端安装在输电铁塔横担附近，在不影响线路安全的情况下，采用自然风力带动旋转，从而产生电力并存储在超级电容中，通过气象检测模块内置的电路及程序，按一定时间间隔采集风力及温度数据，并将数据保存。手持式读取器能够现场与设备进行有线或无线连接，获取采集终端的数据，并以图表曲线显示，进而可对输电线路上的风速、温度等数据进行实时采集，从而有效提高电网建设运维作业效率，节约经济成本。 |
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