本發(fā)明涉及電力環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種電力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于電力需求量急速增加，然而隨著配電網(wǎng)電纜化進(jìn)程的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，分支線路繁多，對(duì)于配電網(wǎng)供電性能的穩(wěn)定可靠的要求越來(lái)越高，同時(shí)用戶對(duì)于用電質(zhì)量和服務(wù)的要求也在不斷提高。
目前，配電網(wǎng)多暴漏在一些惡劣的環(huán)境中，經(jīng)常會(huì)受到雷擊、強(qiáng)風(fēng)、雨雪、高溫等自然因素的影響，而這些因素會(huì)對(duì)配電網(wǎng)性能產(chǎn)生影響。因此，對(duì)于配電網(wǎng)所處環(huán)境的監(jiān)測(cè)變得尤為重要。目前，對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要方式多采用溫度、濕度、光照的參數(shù)測(cè)量，來(lái)判斷環(huán)境是否發(fā)生異常，從而判斷出是否對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，但是這種方式單一、對(duì)于線路質(zhì)量無(wú)法進(jìn)行有效的評(píng)測(cè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多樣式，并且能夠測(cè)量電力配電網(wǎng)的環(huán)境參數(shù)，有效判斷電力配電網(wǎng)異常的電力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
本發(fā)明提供了一種電力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括輻射發(fā)射器，輻射接收器、微處理器，感應(yīng)電流測(cè)量單元，其中輻射發(fā)射器包括控制處理器、功分器、并行連接的5個(gè)干擾源及其開(kāi)關(guān)，5個(gè)干擾源共用一發(fā)射天線；
控制處理器、功分器、并行連接的5個(gè)干擾源及其開(kāi)關(guān)和發(fā)射天線依次連接，輻射接收器包括依次連接的接收天線、轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元，微處理器分別連接輻射測(cè)量單元和感應(yīng)電流測(cè)量單元；
控制處理器用于控制功分器將不同的功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源，并且分別控制5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)在周期T內(nèi)以固定的時(shí)間間隔依次打開(kāi)，通過(guò)同一發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號(hào)；
接收天線接收來(lái)自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號(hào)以及疊加的電力配電網(wǎng)輻射信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元處理后將輻射信號(hào)發(fā)送至微處理器；
微處理器用于控制感應(yīng)電流測(cè)量單元在周期T內(nèi)，在不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)的時(shí)間和相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間分別進(jìn)行感應(yīng)電流值的測(cè)量；
微處理器還用于將處理后的輻射信號(hào)，周期T內(nèi)不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)的打開(kāi)時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值，以及周期T內(nèi)相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值與對(duì)應(yīng)的閾值范圍進(jìn)行比較。
優(yōu)選地，所述周期T為固定的周期或變化的周期。
優(yōu)選地，所述發(fā)射天線為多模發(fā)射天線。
優(yōu)選地，所述對(duì)應(yīng)的閾值范圍是設(shè)定的閾值范圍
優(yōu)選地，所述對(duì)應(yīng)的閾值范圍是通過(guò)電力配電網(wǎng)正常工作時(shí)實(shí)際測(cè)試得到的。
優(yōu)選地，5個(gè)干擾源發(fā)射的輻射干擾信號(hào)的頻率相同。
優(yōu)選地，5個(gè)干擾源發(fā)射的輻射干擾信號(hào)的頻率不同。
本發(fā)明還提供一種電力環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，依次包括如下步驟：
(1)控制處理器控制功分器將預(yù)設(shè)的相同功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源，并控制5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)以間隔5s的時(shí)間依次打開(kāi)，通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號(hào)；同時(shí)在和5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)依次打開(kāi)時(shí)間相同的時(shí)間，通過(guò)微處理器控制感應(yīng)電流測(cè)量單元依次測(cè)量對(duì)應(yīng)時(shí)刻的感應(yīng)電流值；
(2)接收天線接收來(lái)自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號(hào)以及疊加的電力配電網(wǎng)輻射信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元處理后將輻射信號(hào)發(fā)送至微處理器，微處理器將依次接收到的輻射信號(hào)和預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)輻射信號(hào)進(jìn)行比較，如果誤差小于0.01，則進(jìn)入下一步驟；
(3)微處理器依次對(duì)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)間對(duì)應(yīng)時(shí)刻的感應(yīng)電流值和開(kāi)關(guān)未打開(kāi)時(shí)間對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流值求差值，如果差值之間的誤差小于0.01，則校準(zhǔn)成功，進(jìn)入下一步驟；
(4)通過(guò)控制處理器控制功分器將不同的功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源，并且分別控制5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)在周期T內(nèi)以間隔30s依次打開(kāi)，通過(guò)同一發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號(hào)；
(5)接收天線接收來(lái)自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號(hào)以及疊加的電力配電網(wǎng)輻射信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元處理后將輻射信號(hào)發(fā)送至微處理器；
(6)微處理器控制控制感應(yīng)電流測(cè)量單元在周期T內(nèi)，在不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)的時(shí)間和相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間分別進(jìn)行感應(yīng)電流值的測(cè)量；
(7)將周期T內(nèi)測(cè)量的輻射信號(hào)F、感應(yīng)電流值G和對(duì)應(yīng)的周期T組成三維數(shù)組集[F G；T],并且實(shí)時(shí)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，進(jìn)行存儲(chǔ)；
(8)遠(yuǎn)程控制中心分別繪制輻射信號(hào)F和感應(yīng)電流值G隨時(shí)間變化的曲線圖并進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；
(9)在每個(gè)周期T結(jié)束時(shí)，通過(guò)微處理器將處理后輻射信號(hào)，周期T內(nèi)不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)的時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值，以及周期T內(nèi)相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值與對(duì)應(yīng)的閾值范圍進(jìn)行比較,確認(rèn)電力配電網(wǎng)環(huán)境是否正常。
優(yōu)選地，其中步驟(4)中通過(guò)控制處理器控制功分器將不同的功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源具體是通過(guò)按照不同的功率比率的方式，滿足P1:P2:P3:P4:P5＝1:0.8:0.5:0.3:0.1，其中P1，P2，P3，P4，P5分別表示5個(gè)對(duì)應(yīng)干擾源的功率值。
本發(fā)明的電力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，可以實(shí)現(xiàn)：
1)提供了一種電力環(huán)境監(jiān)測(cè)判斷方式，區(qū)別于傳統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)測(cè)量方式，使得判斷的準(zhǔn)確率更高，配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)質(zhì)量更好。
2)能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)線路故障環(huán)境的快速發(fā)現(xiàn)，及時(shí)有效的進(jìn)行處理；
3)利用感應(yīng)電流測(cè)量單元在收到干擾信號(hào)和沒(méi)有收到干擾信號(hào)時(shí)的不同時(shí)期的測(cè)量值，來(lái)對(duì)配電網(wǎng)自身的性能以及配電網(wǎng)工作環(huán)境同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在沒(méi)有增加設(shè)備成本的基礎(chǔ)上，多測(cè)量了一組數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)性能更加優(yōu)越。
4)功率分配的方式，使得產(chǎn)生了不同的強(qiáng)度的干擾輻射信號(hào)，靈活度更高；
5)數(shù)組集的打包數(shù)據(jù)發(fā)送方式，出錯(cuò)率低；
6)在開(kāi)關(guān)通斷的方式，使得干擾源在不工作時(shí)可以進(jìn)行關(guān)閉，節(jié)約了能源；
7)利用同一多模發(fā)射天線實(shí)現(xiàn)了干擾輻射信號(hào)的發(fā)射，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積減小。
附圖說(shuō)明
圖1為電力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施，有必要在此指出的是，以下實(shí)施只是用于本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍然屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提供了一種電力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，系統(tǒng)包括輻射發(fā)射器，輻射接收器、微處理器，感應(yīng)電流測(cè)量單元，其中輻射發(fā)射器包括控制處理器、功分器、并行連接的5個(gè)干擾源1及其開(kāi)關(guān)，5個(gè)干擾源共用一發(fā)射天線，其中控制處理器、功分器、并行連接的5個(gè)干擾源及其開(kāi)關(guān)和發(fā)射天線依次連接，輻射接收器包括依次連接的接收天線、轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元，微處理器分別連接輻射測(cè)量單元和感應(yīng)電流測(cè)量單元。
控制處理器控制不同的干擾源發(fā)射干擾輻射信號(hào)，通過(guò)單一接收和發(fā)射天線即可完成干擾輻射信號(hào)的傳輸，如果配電網(wǎng)線路正常，那么輻射接收器接收到的干擾輻射信號(hào)是固定的，如果有問(wèn)題，則配電網(wǎng)線路自身產(chǎn)生的輻射和干擾源產(chǎn)生的輻射疊加會(huì)發(fā)生變化，那么通過(guò)測(cè)量輻射接收器處的干擾輻射信號(hào)強(qiáng)度的變化就可以預(yù)測(cè)配電網(wǎng)線路是否有異常。然而，僅僅測(cè)量用一個(gè)干擾源產(chǎn)生干擾輻射信號(hào)與配電網(wǎng)線路自身產(chǎn)生的輻射進(jìn)行疊加，對(duì)于實(shí)際的測(cè)量意義不大，因?yàn)榭梢灾苯訙y(cè)量配電網(wǎng)線路自身產(chǎn)生的輻射。此外，外界因素對(duì)輻射的影響不同，因此設(shè)置不同強(qiáng)度的干擾輻射信號(hào)與配電網(wǎng)線路自身產(chǎn)生的輻射進(jìn)行疊加，通過(guò)對(duì)不同時(shí)間收到的不同疊加后的輻射值進(jìn)行測(cè)量，就可以判斷配電網(wǎng)線路是否正常。另外，由于干擾源產(chǎn)生輻射信號(hào)的同時(shí)，會(huì)對(duì)其他的傳感單元也產(chǎn)生影響，因此在實(shí)際的測(cè)量時(shí)，可以通過(guò)時(shí)間錯(cuò)位的方式，將其他器件傳感測(cè)量時(shí)間和輻射測(cè)量時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，從而可以使得其他部件測(cè)量數(shù)值更加精確。感應(yīng)電流測(cè)量單元是電力設(shè)備監(jiān)測(cè)時(shí)常用的測(cè)量單元，然而結(jié)合本發(fā)明中的輻射測(cè)量，可以利用感應(yīng)電流測(cè)量單元在收到干擾信號(hào)和沒(méi)有收到干擾信號(hào)時(shí)的不同時(shí)期的測(cè)量值，來(lái)對(duì)配電網(wǎng)自身的性能以及配電網(wǎng)工作環(huán)境同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在沒(méi)有增加設(shè)備成本的基礎(chǔ)上，多測(cè)量了一組數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)性能更加優(yōu)越。
在實(shí)際的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，控制處理器用于控制功分器將不同的功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源，并且分別控制5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)在周期T內(nèi)以固定的時(shí)間間隔依次打開(kāi)，通過(guò)同一發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號(hào)，干擾輻射信號(hào)的頻率可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行選擇，例如可以相同或不同。
接收天線接收來(lái)自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號(hào)以及疊加的配電網(wǎng)輻射信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元處理后輻射信號(hào)發(fā)送至微處理器；微處理器還控制感應(yīng)電流測(cè)量單元在周期T內(nèi)，在不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)的時(shí)間和相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間分別進(jìn)行感應(yīng)電流值的測(cè)量，周期T為固定的周期或變化的周期，；微處理器還用于將處理后輻射信號(hào)，周期T內(nèi)不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)的打開(kāi)時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值，以及周期T內(nèi)相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值與對(duì)應(yīng)的閾值范圍進(jìn)行比較，其中閾值范圍可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)或理論計(jì)算得到的閾值范圍，也可以是在對(duì)配電網(wǎng)正常工作時(shí)實(shí)際測(cè)試中，通過(guò)大量的測(cè)量數(shù)據(jù)得到的閾值范圍，并且為了安全起見(jiàn)，還可以將閾值范圍定為實(shí)際測(cè)試值中最大值和最小值的85％為上下限的范圍，此閾值則發(fā)出提示，超過(guò)100％上下限的范圍時(shí)則報(bào)警。
本發(fā)明還提供了一種電力環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，依次包括如下步驟：
(1)控制處理器控制功分器將預(yù)設(shè)的相同功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源，并控制5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)以間隔5s的時(shí)間依次打開(kāi)，通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號(hào)；同時(shí)在和5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)依次打開(kāi)時(shí)間相同的時(shí)間，通過(guò)微處理器控制感應(yīng)電流測(cè)量單元依次測(cè)量對(duì)應(yīng)時(shí)刻的感應(yīng)電流值；
(2)接收天線接收來(lái)自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號(hào)以及疊加的電力配電網(wǎng)輻射信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元處理后將輻射信號(hào)發(fā)送至微處理器，微處理器將依次接收到的輻射信號(hào)和預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)輻射信號(hào)進(jìn)行比較，如果誤差小于0.01，則進(jìn)入下一步驟；
(3)微處理器依次對(duì)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)間對(duì)應(yīng)時(shí)刻的感應(yīng)電流值和開(kāi)關(guān)未打開(kāi)時(shí)間對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流值求差值，如果差值之間的誤差小于0.01，則校準(zhǔn)成功，進(jìn)入下一步驟；
(4)通過(guò)控制處理器控制功分器將不同的功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源，并且分別控制5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)在周期T內(nèi)以間隔30s依次打開(kāi)，通過(guò)同一發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號(hào)；
(5)接收天線接收來(lái)自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號(hào)以及疊加的電力配電網(wǎng)輻射信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換單元、放大濾波單元和輻射測(cè)量單元處理后將輻射信號(hào)發(fā)送至微處理器；
(6)微處理器控制控制感應(yīng)電流測(cè)量單元在周期T內(nèi)，在不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)的時(shí)間和相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間分別進(jìn)行感應(yīng)電流值的測(cè)量；
(7)將周期T內(nèi)測(cè)量的輻射信號(hào)F、感應(yīng)電流值G和對(duì)應(yīng)的周期T組成三維數(shù)組集[F G；T],并且實(shí)時(shí)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，進(jìn)行存儲(chǔ)；
(8)遠(yuǎn)程控制中心分別繪制輻射信號(hào)F和感應(yīng)電流值G隨時(shí)間變化的曲線圖并進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；
(9)在每個(gè)周期T結(jié)束時(shí)，通過(guò)微處理器將處理后輻射信號(hào)，周期T內(nèi)不同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)的時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值，以及周期T內(nèi)相同于5個(gè)干擾源的開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)打開(kāi)的時(shí)間測(cè)量的感應(yīng)電流值與對(duì)應(yīng)的閾值范圍進(jìn)行比較,確認(rèn)電力配電網(wǎng)環(huán)境是否正常。
其中步驟(4)中通過(guò)控制處理器控制功分器將不同的功率分配至并行連接的5個(gè)干擾源具體是通過(guò)按照不同的功率比率的方式，滿足P1:P2:P3:P4:P5＝1:0.8:0.5:0.3:0.1，其中P1，P2，P3，P4，P5分別表示5個(gè)對(duì)應(yīng)干擾源的功率值。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的各個(gè)器件、步驟、參數(shù)都是在合理預(yù)期的情況下作出的，任何極端或者不符合本發(fā)明技術(shù)方案的情況，都應(yīng)該在合理的預(yù)期內(nèi)去除。
盡管為了說(shuō)明的目的，已描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，不脫離所附權(quán)利要求中公開(kāi)的發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種修改、添加和替換等的改變，而所有這些改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍，并且本發(fā)明要求保護(hù)的產(chǎn)品各個(gè)部門和方法中的各個(gè)步驟，可以以任意組合的形式組合在一起。因此，對(duì)本發(fā)明中所公開(kāi)的實(shí)施方式的描述并非為了限制本發(fā)明的范圍，而是用于描述本發(fā)明。相應(yīng)地，本發(fā)明的范圍不受以上實(shí)施方式的限制，而是由權(quán)利要求或其等同物進(jìn)行限定。