本發(fā)明涉及電力環(huán)境監(jiān)測領域,具體涉及一種環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術:
科技的進步和經(jīng)濟的飛速發(fā)展,社會對于電力需求量急速增加,然而隨著配電網(wǎng)電纜化進程的不斷發(fā)展,配電網(wǎng)線路結構越來越復雜,分支線路繁多,對于配電網(wǎng)供電性能的穩(wěn)定可靠的要求越來越高,同時用戶對于用電質量和服務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)常會受到雷擊、強風、雨雪、高溫等自然因素的影響,而這些因素會對配電網(wǎng)性能產生影響。因此,對于配電網(wǎng)所處環(huán)境的監(jiān)測變得尤為重要,尤其是電力配電網(wǎng)用的環(huán)網(wǎng)柜,其經(jīng)常在惡劣的環(huán)境中,目前,對于配電網(wǎng)絡設備(環(huán)網(wǎng)柜)環(huán)境監(jiān)測的主要方式多采用溫度、濕度、光照的參數(shù)測量,來判斷環(huán)境是否發(fā)生異常,從而判斷出是否對配電網(wǎng)絡產生影響,但是這種方式單一、對于線路質量無法進行有效的評測。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種多樣式,并且能夠遠程監(jiān)控測量配電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)境參數(shù),有效判斷配電網(wǎng)絡異常,能夠遠程報警并操控的環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
本發(fā)明提供了一種環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng),包括輻射發(fā)射器,輻射接收器、微處理器,感應電流測量單元,振動傳感器,溫濕度測量傳感器、無線通訊模塊、遠程監(jiān)控中心和無線終端,其中輻射發(fā)射器包括控制處理器、功分器、并行連接的5個干擾源及其開關,每個干擾源對應連接一發(fā)射天線,其中輻射發(fā)射器,輻射接收器、微處理器,感應電流測量單元,振動傳感器,溫濕度測量傳感器、無線通訊模塊都設置于環(huán)網(wǎng)柜內部;
控制處理器、功分器、并行連接的5個干擾源及其開關和發(fā)射天線依次連接,輻射接收器包括依次連接的接收天線、轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元,微處理器分別連接輻射測量單元、感應電流測量單元,振動傳感器,溫濕度測量傳感器和無線通訊模塊;
無線通訊模塊、遠程監(jiān)控中心和無線終端分別雙向通訊連接;
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個干擾源,并且分別控制5個干擾源的開關在周期T內以固定的時間間隔依次打開或以組合的形式打開,通過發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號;
接收天線接收來自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號以及疊加的配電網(wǎng)輻射信號,經(jīng)轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元處理后將輻射信號發(fā)送至微處理器;
微處理器用于控制振動傳感器和溫濕度測量傳感器在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間同時進行振動值和溫濕度值的測量,并且控制感應電流測量單元在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間和相同于5個干擾源的開關對應打開的時間分別進行感應電流值的測量;
微處理器還用于將處理后輻射信號,周期T內不同于5個干擾源的開關的開打開會時間測量的振動值、溫濕度值和感應電流值,以及周期T內相同于5個干擾源的開關對應打開的時間測量的感應電流值與對應的閾值范圍進行比較;
無線通訊模塊用于將比較結果發(fā)送至遠程監(jiān)控中心和/或無線終端,還用于接收來自遠程監(jiān)控中心或無線終端的控制命令。
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,所述組合的形式打開是通過將5個干擾源的開關中的兩個或三個同時打開。
優(yōu)選地,所述對應的閾值范圍是設定的閾值范圍。
優(yōu)選地,所述對應的閾值范圍是通過配電網(wǎng)正常工作時實際測試得到的。
優(yōu)選地,5個干擾源發(fā)射的輻射干擾信號的頻率相同。
優(yōu)選地,5個干擾源發(fā)射的輻射干擾信號的頻率不同。
優(yōu)選地,所述無線終端為手機、平板電腦、PDA或筆記本電腦中的一種或幾種。
本發(fā)明還提供一種環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測方法,依次包括如下步驟:
(1)控制處理器控制功分器將預設的相同功率分配至并行連接的5個干擾源,并控制5個干擾源的開關以間隔5s的時間依次打開,通過發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號;同時在和5個干擾源的開關依次打開時間相同的時間,通過微處理器控制感應電流測量單元依次測量對應時刻的感應電流值;
(2)接收天線接收來自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號以及疊加的配電網(wǎng)輻射信號,經(jīng)轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元處理后將輻射信號發(fā)送至微處理器,微處理器將依次接收到的輻射信號和預設標準輻射信號進行比較,如果誤差小于0.01,則進入下一步驟;
(3)微處理器依次對開關打開時間對應時刻的感應電流值和開關未打開時間對應的感應電流值求差值,如果差值之間的誤差小于0.01,則校準成功,進入下一步驟;
(4)通過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個干擾源,并且分別控制5個干擾源的開關在周期T內以間隔30s依次打開或以組合的形式打開,通過發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號;
(5)接收天線接收來自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號以及疊加的配電網(wǎng)輻射信號,經(jīng)轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元處理后將輻射信號發(fā)送至微處理器;
(6)微處理器控制振動傳感器和溫濕度測量傳感器在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間同時進行振動值和溫濕度值的測量,并且控制感應電流測量單元在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間和相同于5個干擾源的開關對應打開的時間分別進行感應電流值的測量;
(7)將周期T內測量的輻射信號F、振動值Z,溫濕度值TH,感應電流值G和對應的周期T組成五維數(shù)組集[F Z TH G;T],并且實時發(fā)送至遠程監(jiān)控中心,進行存儲;
(8)遠程監(jiān)控中心分別繪制輻射信號F、振動值Z,溫濕度值TH,感應電流值G隨時間變化的曲線圖并進行顯示,實現(xiàn)遠程監(jiān)控;
(9)遠程監(jiān)控中心將輻射信號F、振動值Z,溫濕度值TH,感應電流值G與數(shù)據(jù)庫中存儲的歷史數(shù)據(jù)進行比較;如果比較結果超過閾值范圍,則發(fā)送報警信號至無線終端;
(10)在每個周期T結束時,通過微處理器將處理后輻射信號,周期T內不同于5個干擾源的開關打開的時間測量的振動值、溫濕度值和感應電流值,以及周期T內相同于5個干擾源的開關對應打開的時間測量的感應電流值與對應的閾值范圍進行比較,確認配電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)柜是否正常,如果比較結果超過閾值范圍,則發(fā)送報警信號至無線終端和遠程監(jiān)控中心;
(11)無線終端接收來自遠程監(jiān)控中心的報警信號,對相應的電力配電設備進行檢修。
優(yōu)選地,其中步驟(4)中通過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個干擾源具體是通過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個對應干擾源的功率值。
本發(fā)明的環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng),可以實現(xiàn):
1)提供了一種環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測判斷方式,區(qū)別于傳統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)測量方式,使得判斷的準確率更高,配電網(wǎng)監(jiān)測質量更好。
2)能夠實現(xiàn)電力配電網(wǎng)線路故障環(huán)境的快速發(fā)現(xiàn),及時有效的進行處理;
3)利用感應電流測量單元在收到干擾信號和沒有收到干擾信號時的不同時期的測量值,來對配電網(wǎng)自身的性能以及配電網(wǎng)工作環(huán)境同時進行監(jiān)測,在沒有增加設備成本的基礎上,多測量了一組數(shù)據(jù),使得系統(tǒng)性能更加優(yōu)越。
4)功率分配的方式,使得產生了不同的強度的干擾輻射信號,靈活度更高;
5)數(shù)組集的打包數(shù)據(jù)發(fā)送方式,出錯率低;
6)在開關通斷的方式,使得干擾源在不工作時可以進行關閉,節(jié)約了能源;
7)利用無線通訊技術,實現(xiàn)了遠程監(jiān)控,使得監(jiān)控效率提高,并且利用無線設備及時通知工作人員,快速有效的對故障設備進行維修。
附圖說明
圖1為環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)結構示意圖
具體實施方式
下面詳細說明本發(fā)明的具體實施,有必要在此指出的是,以下實施只是用于本發(fā)明的進一步說明,不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制,該領域技術熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內容對本發(fā)明做出的一些非本質的改進和調整,仍然屬于本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明提供了一種環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測系統(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,感應電流測量單元,振動傳感器,溫濕度測量傳感器,無線通訊模塊、遠程監(jiān)控中心和無線終端,其中輻射發(fā)射器包括控制處理器、功分器、并行連接的5個干擾源1及其開關,每個干擾源1對應連接一發(fā)射天線2,輻射發(fā)射器,輻射接收器、微處理器,感應電流測量單元,振動傳感器,溫濕度測量傳感器、無線通訊模塊都設置于環(huán)網(wǎng)柜內部,其中控制處理器、功分器、并行連接的5個干擾源及其開關和發(fā)射天線依次連接,輻射接收器包括依次連接的接收天線、轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元,微處理器分別連接輻射測量單元、感應電流測量單元,振動傳感器,溫濕度測量傳感器和無線通訊模塊。
無線通訊模塊、遠程監(jiān)控中心和無線終端分別雙向通訊連接。
控制處理器控制不同的干擾源發(fā)射干擾輻射信號,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是固定的,如果有問題,則配電網(wǎng)線路自身產生的輻射和干擾源產生的輻射疊加會發(fā)生變化,那么通過測量輻射接收器處的干擾輻射信號強度的變化就可以預測配電網(wǎng)線路是否有異常。然而,僅僅測量用一個干擾源產生干擾輻射信號與配電網(wǎng)線路自身產生的輻射進行疊加,對于實際的測量意義不大,因為可以直接測量配電網(wǎng)線路自身產生的輻射。此外,外界因素對輻射的影響不同,因此設置不同強度的干擾輻射信號與配電網(wǎng)線路自身產生的輻射進行疊加,通過對不同時間收到的不同疊加后的輻射值進行測量,就可以判斷配電網(wǎng)線路是否正常。另外,由于干擾源產生輻射信號的同時,會對其他的傳感單元也產生影響,因此在實際的測量時,可以通過時間錯位的方式,將振動傳感器和溫濕度測量傳感器測量時間和輻射測量時間錯開,從而可以使得振動傳感器和溫濕度測量傳感器的測量數(shù)值更佳精確。感應電流測量單元是電力設備監(jiān)測時常用的測量單元,然而結合本發(fā)明中的輻射測量,可以利用感應電流測量單元在收到干擾信號和沒有收到干擾信號時的不同時期的測量值,來對配電網(wǎng)自身的性能以及配電網(wǎng)工作環(huán)境同時進行監(jiān)測,在沒有增加設備成本的基礎上,多測量了一組數(shù)據(jù),使得系統(tǒng)性能更加優(yōu)越。
在實際的監(jiān)測過程中,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個干擾源,并且分別控制5個干擾源的開關在周期T內以固定的時間間隔依次打開或以組合的形式打開,通過天線發(fā)射干擾輻射信號,干擾輻射信號的頻率可以根據(jù)實際的需要進行選擇,例如可以相同或不同,其中組合的形式打開是通過將5個干擾源的開關中的兩個或三個同時打開;接收天線接收來自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號以及疊加的配電網(wǎng)輻射信號,經(jīng)轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元處理后輻射信號發(fā)送至微處理器;微處理器用于控制振動傳感器和溫濕度測量傳感器在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間同時進行振動值和溫濕度值的測量,其中周期T為固定的周期或變化的周期,并且微處理器還控制感應電流測量單元在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間和相同于5個干擾源的開關對應打開的時間分別進行感應電流值的測量;微處理器還用于將處理后輻射信號,周期T內不同于5個干擾源的開關的開打開會時間測量的振動值、溫濕度值和感應電流值,以及周期T內相同于5個干擾源的開關對應打開的時間測量的感應電流值與對應的閾值范圍進行比較,其中閾值范圍可以通過經(jīng)驗或理論計算得到的閾值范圍,也可以是在對配電網(wǎng)正常工作時實際測試中,通過大量的測量數(shù)據(jù)得到的閾值范圍,無線通訊模塊用于將比較結果發(fā)送至遠程監(jiān)控中心和/或無線終端,還用于接收來自遠程監(jiān)控中心或無線終端的控制命令。并且為了安全起見,還可以將閾值范圍定為實際測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100%上下限的范圍時則報警。
本發(fā)明還提供了一種環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境遠程監(jiān)測方法,依次包括如下步驟:
(1)控制處理器控制功分器將預設的相同功率分配至并行連接的5個干擾源,并控制5個干擾源的開關以間隔5s的時間依次打開,通過發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號;同時在和5個干擾源的開關依次打開時間相同的時間,通過微處理器控制感應電流測量單元依次測量對應時刻的感應電流值;
(2)接收天線接收來自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號以及疊加的配電網(wǎng)輻射信號,經(jīng)轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元處理后將輻射信號發(fā)送至微處理器,微處理器將依次接收到的輻射信號和預設標準輻射信號進行比較,如果誤差小于0.01,則進入下一步驟;
(3)微處理器依次對開關打開時間對應時刻的感應電流值和開關未打開時間對應的感應電流值求差值,如果差值之間的誤差小于0.01,則校準成功,進入下一步驟;
(4)通過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個干擾源,并且分別控制5個干擾源的開關在周期T內以間隔30s依次打開或以組合的形式打開,通過發(fā)射天線發(fā)射干擾輻射信號;
(5)接收天線接收來自干擾源發(fā)射的干擾輻射信號以及疊加的配電網(wǎng)輻射信號,經(jīng)轉換單元、放大濾波單元和輻射測量單元處理后將輻射信號發(fā)送至微處理器;
(6)微處理器控制振動傳感器和溫濕度測量傳感器在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間同時進行振動值和溫濕度值的測量,并且控制感應電流測量單元在周期T內,在不同于5個干擾源的開關打開的時間和相同于5個干擾源的開關對應打開的時間分別進行感應電流值的測量;
(7)將周期T內測量的輻射信號F、振動值Z,溫濕度值TH,感應電流值G和對應的周期T組成五維數(shù)組集[F Z TH G;T],并且實時發(fā)送至遠程監(jiān)控中心,進行存儲;
(8)遠程監(jiān)控中心分別繪制輻射信號F、振動值Z,溫濕度值TH,感應電流值G隨時間變化的曲線圖并進行顯示,實現(xiàn)遠程監(jiān)控;
(9)遠程監(jiān)控中心將輻射信號F、振動值Z,溫濕度值TH,感應電流值G與數(shù)據(jù)庫中存儲的歷史數(shù)據(jù)進行比較;如果比較結果超過閾值范圍,則發(fā)送報警信號至無線終端;
(10)在每個周期T結束時,通過微處理器將處理后輻射信號,周期T內不同于5個干擾源的開關打開的時間測量的振動值、溫濕度值和感應電流值,以及周期T內相同于5個干擾源的開關對應打開的時間測量的感應電流值與對應的閾值范圍進行比較,確認配電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)柜環(huán)境是否正常,如果比較結果超過閾值范圍,則發(fā)送報警信號至無線終端和遠程監(jiān)控中心;
(11)無線終端接收來自遠程監(jiān)控中心的報警信號,對相應的電力配電設備進行檢修。
其中步驟(4)中通過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個干擾源具體是通過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個對應干擾源的功率值。
需要說明的是,本發(fā)明的各個器件、步驟、參數(shù)都是在合理預期的情況下作出的,任何極端或者不符合本發(fā)明技術方案的情況,都應該在合理的預期內去除。
盡管為了說明的目的,已描述了本發(fā)明的示例性實施方式,但是本領域的技術人員將理解,不脫離所附權利要求中公開的發(fā)明的范圍和精神的情況下,可以在形式和細節(jié)上進行各種修改、添加和替換等的改變,而所有這些改變都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍,并且本發(fā)明要求保護的產品各個部門和方法中的各個步驟,可以以任意組合的形式組合在一起。因此,對本發(fā)明中所公開的實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。相應地,本發(fā)明的范圍不受以上實施方式的限制,而是由權利要求或其等同物進行限定。