论文部分内容阅读
输电线舞动是电网建设中一个潜在的威胁,容易造成重大事故。输电线的舞动现象是指输电线在恶劣环境下,受到风的激励后产生的自激摆动现象,它运动频率低、持续时间长、摆动幅度大,会造成线路断股、损坏金具、导致跳闸、甚至拉到杆塔等危害。目前对输电线舞动现象的研究主要集中在舞动机理、舞动监测、舞动防治等领域。输电线舞动监测系统能为输电线在舞动时发出及时的预警,同时也能为研究舞动的成因、舞动的模式以及舞动的防护提供最直接的数据,因此它有十分重要的价值。目前主流的监测技术有基于图像的监测以及基于传感器的监测,其中基于传感器为主的监测技术使用三个方向的加速度传感器,对测量的加速度二次积分得到该监测点的运动位移。本文通过理论分析与实验验证,证明上述算法存在问题。其中最主要问题是,绑定在输电线上的传感器在舞动过程中容易沿着输电线切线方向作旋转,导致加速度计读数的变化。因此当输电线发生扭转时,加速度计的测量值无法反应出输电线的真正运动情况。本文针对上述问题,提出了使用九轴传感器(MARG)监测输电线舞动的监测方案,九轴传感器包含三轴加速度计、三轴磁力计和三轴陀螺仪。九轴传感器不仅可以克服加速度计受扭转干扰的问题,同时也可以采用多个传感器以达到实时还原整根输电线运动情况的目的。首先,本文使用单个传感器对单测量点的运动提出还原算法,通过仿真以及实验对其准确性进行了评测,发现其准确性大大优于目前使用加速度的系统。其次,为了达到还原整根输电线舞动情况的目的,本文提出了使用多个传感器的输电线整体监测算法,通过仿真证明了多传感九轴监测算法的对整体输电线形状还原的准确性和高精度性。在该算法中,本文提出了其子算法:姿态-曲线还原算法,该子算法舍弃了加速度积分得到位移的原理,提高了还原精度。