[發明專利]基于多級分布式網絡的實時電磁環境在線監測系統及方法

在審

• 申請號: 201710049792.5
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106841826A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 謝連科;趙巖;張永;臧玉魏;張廣洲;張國英;馬新剛;劉輝;陳素紅;馮智慧;王飛;李勇;尹建光
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01D21/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明屬于變電站檢測領域，尤其涉及一種基于多級分布式網絡的實時電磁環境在線監測系統及方法。

背景技術

輸變電工程具有數量廣泛、分布分散化的特點，因此，電磁環境進行多測點監測時，也存在著測點分散的問題，測點一方面需要將數據上送至現地側顯示端，另一方面需要將數據上送至中心服務器。在數據顯示和傳輸方面，具有以下缺陷：

(1)信息獲取渠道窄，只有部分人能獲取電磁環境監測信息；

(2)信息獲取的實時性不夠，不利于變電站監管人員及時采取措施；

(3)只能通過網站或者現場顯示屏看到數據，對于監管人員并不是很便捷，無法隨時看到多測點的數據，數據的利用具有局限性；

(4)信息采集方式單一，采集時間和數據量不可控，無法適應輸變電工程多變的工況環境；

(5)傳統的有線傳輸方式，無法適應現場多變的環境，對于有些無法布線的場所，有線傳輸往往無法開展。

發明內容

為了解決現有技術的缺點，本發明的第一目的是提供一種基于多級分布式網絡的實時電磁環境在線監測系統。

本發明的一種基于多級分布式網絡的實時電磁環境在線監測系統，按照電磁環境監測數據的傳輸方向分為四層，依次為現地層、二級子層、一級子層和中央層；所述現地層包括部署于多個不同的監測現場的采集站，所述采集站用于實時在線采集變電站輸電線路的電磁環境監測數據并傳送至二級子層；

所述二級子層包括若干個二級子工作站，一個二級子工作站分配與特定位置且一定數量的采集站相互通信，所述二級子工作站用于將接收相應采集站傳送來的電磁環境監測數據轉發至一級子層；

所述一級子層包括若干個一級子工作站，一個一級子工作站分配與特定位置且一定數量的二級子工作站相互通信，所述一級子工作站用于將接收相應二級子工作站傳送來的電磁環境監測數據轉發至中央層；

所述中央層包括一個中央工作站，所述中央工作站與所有二級子站相互通信，中央工作站用于接收一級子工作站傳送來的電磁環境監測數據，最終形成多層分布式控制拓撲。

進一步地，所述采集站包括電磁環境在線監測裝置，所述電磁環境在線監測裝置包括金屬固定支架，所述金屬固定支架一端接地，另一端連接有三維地參考型電場傳感器探頭、三維磁場傳感器和駐極體電容傳聲器；

所述三維地參考型電場傳感器探頭，其用于將檢測到電場強度信號依次經信號調理電路和A/D轉換電路傳送至微控制器；所述三維磁場傳感器，其用于將檢測到磁場強度信號轉換成電壓信號，再依次經信號調理電路和A/D轉換電路傳送至微控制器；所述駐極體電容傳聲器，其用于將采集到噪聲轉換成電壓信號，再依次經信號調理電路和A/D轉換電路傳送至微控制器；所述微控制器與數據發送與接收模塊相連；該基于多級分布式網絡的實時電磁環境在線監測系統還包括電源模塊，所述電源模塊為市電或蓄電池。

該電磁環境在線監測裝置實現了工頻電場、工頻磁場、可聽噪聲、環境溫度、環境濕度、氣壓等參數的集成監測，為電磁環境信息影響因素的關聯分析、設計驗證提供數據依據，能夠進行全天候24小時持續監測。

進一步地，所述三維地參考型電場傳感器探頭，其由三對平行板和一個接地電極組成，每對平行板與一個接地電極之間均由絕緣層填充連接，每對平行板中間也由絕緣層隔開。因為探頭是由平板組成的，它使用局限于平坦的地面，對界面上電荷分布的畸變通常是不大的。

該系統還包括外置的數字式溫濕度集成傳感器，所述數字式溫濕度集成傳感器與微控制器相連。為提高全天候監測過程中溫濕度數據的監測精度，特別配置了外置的數字式溫濕度集成傳感器。數字式溫濕度集成傳感器外置的好處，一是可以避免元器件長期工作發熱使溫度數據偏高，二是可以避免內置式使濕度監測不準確。

進一步地，該系統還包括數字式氣壓傳感器，所述數字式氣壓傳感器與微控制器相連。本發明還利用數字式氣壓傳感器檢測輸電線路周圍的氣壓信息并傳送至微控制器進行存儲。

進一步地，所述駐極體電容傳聲器外部還設置有噪聲防風罩。為了保證噪聲探頭測量的穩定，在駐極體電容傳聲器外部還設置有噪聲防風罩后進行噪聲測量。

進一步地，采集站與二級子工作站、二級子工作站與一級子工作站、一級子工作站與中央工作站之間均采用光纖進行通信。為了適應現場多變的環境，一己有些無法布線的場所，有線傳輸往往無法開展的場所，本發明通過光纖通信能夠保證數據傳送的高效性、快速性、可靠性。

本發明的第二目的是提供一種基于多級分布式網絡的實時電磁環境在線監測系統的數據存儲方法。