基于倾角差分法的导线弧垂测量系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于倾角差分法的导线弧垂测量系统与方法。
【背景技术】
[0002]架空输电线路弧垂是输电线路设计和运行的重要指标，其值的大小关系到整个输电线路运行的安全，输电线路的输送容量以及周围环境的变化都可能会导致输电线路弧垂变化，弧垂过大、过小都可能会导致严重的安全隐患。
[0003]此外，近些年来由于用电负荷增长的需要，许多已有的输电线路为了提高电力输送能力，将导线最高运行允许温度从70摄氏度上调到80摄氏度，现有的对弧垂值的测量方法一般采用单一传感器，单一传感器测量精度易受安装工艺和工作温度的影响，传感器对温度是非线性的误差，单一传感器没办法很好的补偿。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于倾角差分法的导线弧垂测量系统与方法，通过两台设备测得的数据进行相互补偿来弥补由于温度造成的传感器非线性误差，能够得到更加精确的弧垂值。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:基于倾角差分法的导线弧垂测量系统，包括测量装置Al、测量装置A2和主机模块；所述的测量装置Al包括单轴倾角传感器一、MCU处理器一、数据存储器一和无线收发器一；所述的测量装置A2包括单轴倾角传感器二、MCU处理器二、数据存储器二和无线收发器二；所述的主机模块包括无线收发器三和主机;MCU处理器一分别与单轴倾角传感器一、数据存储器一和无线收发器一连接;MCU处理器二分别与单轴倾角传感器二、数据存储器二和无线收发器二连接；无线收发器一和无线收发器二分别通过无线通讯与无线收发器三连接；无线收发器三与主机连接。
[0006]所述的MCU处理器一和MCU处理器二均包括倾角平均值计算单元；MCU处理器一的倾角平均值计算单元用于计算单轴倾角传感器一采集到的倾角平均值Θ I ;MCU处理器二的倾角平均值计算单元用于计算单轴倾角传感器二采集到的倾角平均值Θ 2。
[0007]所述的主机包括理论倾角值计算单元、修正值计算单元和弧垂值计算单元；所述的理论倾角值计算单元用于计算出测量装置A2的理论倾角值Θ 2c ;所述的修正值计算单元用于计算得到的Θ I修正值；所述的弧垂值计算单元用于计算测量装置Al的弧垂值。
[0008]所述的测量装置Al和测量装置A2为多层屏蔽，抗干扰、抗雷击的测量装置。
[0009]基于倾角差分法的导线弧垂测量方法，包括以下步骤:
51.将输电线路安装在水平距离为L，高度差为H的A、B两个杆塔上，对施工弧垂进行校正，排出因输电线路安装方式引起的误差；
52.将测量装置Al安装在线夹处，测量装置A2安装在离线夹一定距离处，主机安装在线夹附近的铁塔上；
53.主机每隔一定的时间间隔通过无线收发单元三发送数据采集命令，接收到采集命令后，测量装置Al测量得到倾角平均值Θ 1，测量装置A2测量得到倾角平均值Θ2;
54.测量装置Al的数据存储器一存储倾角平均值Θ1，测量装置A2的数据存储器二存储倾角平均值Θ 2 ;
55.无线收发器一将倾角平均值ΘI发送给无线收发器三；无线收发器二将倾角平均值Θ 2发送给无线收发器三；无线收发器三将倾角平均值Θ I和倾角平均值Θ 2发送给主机；
56.主机根据A、B两塔杆的水平距离L，高度差H以及当前环境下的比载值γ，通过悬链线方程计算理论倾角值Θ 2c ;
57.主机计算出测量装置Al倾角平均值ΘI的修正值；
S5.主机将Θ I的修正值转化为弧垂值。
[0010]所述的步骤S3包括以下子步骤:
531.主机每隔一定的时间间隔通过无线收发器三将数据采集命令发送给测量装置Al和测量装置A2 ;
532.测量装置Al中的无线收发器一接收到数据采集命令后，MCU处理器一控制单轴倾角传感器一采集10组倾角值；测量装置A2中的无线收发器二接收到数据采集命令后，MCU处理器二控制单轴倾角传感器二采集10组倾角值；
533.MCU处理器一根据单轴倾角传感器一采集到的10组倾角值计算出测量装置Al的倾角平均值Θ 1，MCU处理器二根据单轴倾角传感器二采集到的10组倾角值计算出测量装置A2的倾角平均值Θ 2。
[0011]所述的步骤S7包括以下子步骤:
571.主机计算Θ2和Θ 2c差值Δ ；
572.主机将Δ作为非线性补偿模型输入，计算得到ΘI的修正值。
[0012]步骤S2中所述的一定距离为lm。
[0013]本发明的有益效果是:(1)本发明采用基于差分的方式，用两台不同的设备同步采集倾角数据在相互进行补偿能够得到更加精确的弧垂值；(2)本发明将倾角平均值数据存储在数据存储单元，在无线通讯出现异常时，能够保存数据；(3)本发明首先将施工验收中得到的设计弧垂进行了校正，排出了因输电线路安装方式引起的误差，使得到的数据更加精确；(4)所述的测量装置Al和测量装置A2为多层屏蔽，抗干扰、抗雷击的测量装置，确保了系统运行的稳定性。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明的流程图；
图3为测量装置Al、A2安装位置示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0016]如图1所示，基于倾角差分法的导线弧垂测量系统，包括测量装置Al、测量装置A2和主机模块；所述的测量装置Al包括单轴倾角传感器一、MCU处理器一、数据存储器一和无线收发器一；所述的测量装置A2包括单轴倾角传感器二、MCU处理器二、数据存储器二和无线收发器二 ；所述的主机模块包括无线收发器三和主机;MCU处理器一分别与单轴倾角传感器一、数据存储器一和无线收发器一连接;MCU处理器二分别与单轴倾角传感器二、数据存储器二和无线收发器二连接；无线收发器一和无线收发器二分别通过无线通讯与无线收发器三连接；无线收发器三与主机连接。
[0017]所述的MCU处理器一和MCU处理器二均包括倾角平均值计算单元；MCU处理器一的倾角平均值计算单元用于计算单轴倾角传感器一采集到的倾角平均值Θ I ;MCU处理器二的倾角平均值计算单元用于计算单轴倾角传感器二采集到的倾角平均值Θ 2。
[0018]所述的主机包括理论倾角值计算单元、修正值计算单元和弧垂值计算单元；所述的理论倾角值计算单元用于计算出测量装置A2的理论倾角值Θ 2c ;所述的修正值计算单元用于计算得到的Θ I修正值；所述的弧垂值计算单元用于计算测量装置Al的弧垂值。
[0019]所述的测量装置Al和测量装置A2为多层屏蔽，抗干扰、抗雷击的测量装置。
[0020]如图2所示，基于倾角差分法的导线弧垂测量方法，包括以下步骤:
51.将输电线路安装在水平距离为L，高度差为H的A、B两个杆塔上，对施工弧垂进行校正，排出因输电线路安装方式引起的误差；
52.将测量装置Al安装在线夹处，测量装置A2安装在离线夹一定距