一種直流接地極在線監測系統的製作方法

2023-06-09 03:56:11

專利名稱：一種直流接地極在線監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及在線監測領域，尤其涉及一種直流接地極在線監測系統。
背景技術：
直流輸電接地極作為直流輸電系統中的一個重要部分，是單極迴路運行時直流工作電流的返回通道，其運行狀況直接影響到直流系統的穩定與安全。掌握直流接地極的運行狀況，包括接地體運行環境溫、溼度和監測井水位等，具有重要意義。目前對接地極的監測採用定期人工現場檢測的方式，其弊端在於:無法實時獲取接地極的運行狀況參數，同時由於目前國內絕大多數直流接地極都位於邊郊野外，遠離市區，給人工運行維護帶來不便，現場試驗工作量大且效率低。如果通過接地極址在線監測，讓運維部門實時掌握接地極的運行狀況，及時發現存在隱患，評估接地系統運行狀態，對提高直流工程的安全性具有積極意義，同時可以提高運維智能化，節約人財投入。中國實用新型專利《一種接地極在線監測系統》(申請號:CN201120194210.0)公開了一種接地極在線監測系統，由水溫傳感器、水位傳感器、直流電流傳感器、信號採集器、監控主機和電源模塊構成，可以在第一時間內將信息通過長距離無線通訊遠傳至監控中心和線路專職人員手機。但該設備的現場監測終端沒有設置專用的數據輸入輸出模塊，不便於複雜設備的連接和擴展。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種直流接地極在線監測系統，能夠得到直流接地極的實時運行數據，提高運維的智能化，並且現場監測終端設置專用的數據輸入輸出模塊，便於複雜設備的連接和擴展。本實用新型的技術方案是:一種直流接地極在線監測系統，由現場監測單元、現場監測終端、遠程數據傳輸和後臺控制組成，後臺控制通過遠程數據傳輸採集現場監測單元和現場監測終端的數據，後臺控制也可以通過遠程數據傳輸控制現場監測單元和現場監測終端設備的運行，其特徵在於:所述的現場監測終端分為數據輸入輸出模塊、數據通訊部分和電源部分；所述的數據輸入輸出模塊將現場監測單元採集的信號轉化成數字信息，將後臺控制送來的控制信息轉化成相應的電信號。其有益效果是:能夠得到直流接地極的實時運行數據，提高運維的智能化，並且現場監測終端設置專用的數據輸入輸出模塊，便於複雜設備的連接和擴展。如上所述的直流接地極在線監測系統，其特徵在於:所述的遠程數據傳輸為GSM、GPRS、3G、無線微波或光纖傳輸中的一種。其有益效果是:可以根據現場情況，選擇不同的遠程數據傳輸方式。如上所述的直流接地極在線監測系統，其特徵在於:所述的現場監測單元由溫溼度監測、導流電纜電流監測和視頻監控器等組成。此外，根據不同直流接地極的實際運行情況和維護要求，可配備其他功能模塊，如接地電阻監測系統、跨步電勢接觸電勢監測系統等。其有益效果是:可以滿足大多數直流接地極在線監測系統對現場控制和數據採集的要求。如上所述的直流接地極在線監測系統，其特徵在於:所述的電源部分採用風光互補供電系統。其有益效果是:可以為視頻系統和信號傳輸系統供電。

圖1為本實用新型直流接地極在線監測系統的結構示意圖；圖2為本實用新型直流接地極在線監測系統的現場設備分布圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。本監測系統包括現場監測單元、現場監測終端、遠程數據傳輸和後臺控制，可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據採集、設備控制、測量、參數調節以及預警等功能，系統構成如圖1所示。如圖1所示，現場監測主要包括現場監測單元和現場監測終端。現場監測單元包括溫溼度監測、導流電纜電流監測和視頻監控器等。現場監測終端分為數據輸入輸出模塊、數據通訊部分和電源部分。現場監測終端的核心部分是數據輸入輸出模塊，主要有二個功能:一是把溫度、溼度和視頻圖像等模擬電信號通過數據輸入輸出模塊轉化成數字信息，並把這些數字信息保存在遠程數據終端(RTU)的Flash內存中，並在適當時候通過無線網絡傳送到監控中心的計算機中；二是把監控中心計算機發送來的控制信息通過數據輸入輸出模塊轉化成相應的電信號，輸送到前端的現場監測單元，以完成控制過程。數據通訊部分主要負責有線通訊和無線通訊器件間的數據交換。電源採用風光互補供電系統，為視頻系統和信號傳輸系統供電。如圖1所示，遠程數據傳輸為信號收發終端，主要有GSM、GPRS、3G、無線微波和光纖等幾種通信方式。根據現場的實際情況和客戶的需求，選擇不同的數據傳輸方式，推薦的方式有無線微波通信系統和光纖等。如圖1所示，後臺控制部分主要為顯示控制終端，負責集中管理和指揮整個監控系統的運行。後臺在線監測預警軟體運行於伺服器上，協調完成同各個現場數據終端的數據通訊任務；並把硬體系統採集的各種數據如溫度、溼度、電流等經過計算然後以合理的方式顯示出來供操作人員參考；另外它還具有狀態診斷和故障自動報警等功能。對於視頻監控後臺來說，主要是集成圖像監控、安保、消防、設備安全等。直流接地極在線監測系統的現場設備分布實施例如圖2所示。本實用新型提供的直流接地極在線監測系統實施例中，現場監測單元有三個功能，包括:土壤溫溼度監測系統、導流電纜電流監測系統和低照度視頻採集系統。土壤溫溼度監測系統中，將溫溼度傳感器固定在檢測箱裡，以監測饋電棒附近土壤的溫度和溼度，注意避免和PVC管下面的焦炭接觸。將信號採集盒固定在檢測箱內部。溫溼度傳感器數據線與信號採集盒對插。傳感數據由CAN總線傳輸給主控部分，並由無線基站傳輸給遠程後臺，實現對被測點溫溼度實時採集。採集精度可調，採集策略可配置。導流電纜電流監測系統採用的是霍爾元件直流測量儀，開環測量原理，將被測直流電流轉換成按比例輸出的直流電流或直流電壓的測量模塊，原副邊之間高度絕緣。具有高精確度、高線性度、高集成度、體積小、結構簡單、長期工作穩定且適應各種工作環境的特點。電流傳感器將安裝在接地極檢測箱中的電纜銅排連接處。低照度視頻採集系統採用低照度寬視角工業級相機對隔離開關進行視頻採集，結合視頻分析處理伺服器設備對隔離開關的開合狀態進行監測和分析。根據安裝現場不同的環境，採用不同等級的防護裝置對相機進行防護。為滿足全氣候工作的需求，防護罩具有透明導電膜加熱膜自動去除冰霜的功能、超聲波+靜電自動除塵功能，偏光鏡+自動光圈消除陽光直射影響等功能。對現場設備供電米用風光互補供電系統。本實施例中系統將配備五套風光互補發電系統，其中四套分別位於四個分支塔處為檢測箱和監測井內的傳感器供電，另有一套位於終端塔，為視頻系統和信號傳輸系統供電。風機和太陽能電池板將安裝架設在立杆上，電池組則用專用護套包封埋設於土中。風光互補電源管理系統設計為陰雨日15天連續工作。超遠距離無線通信系統採用IEEE 802.16d標準，工作在5.8GHz頻段上的高速無線乙太網橋，支持點對點(PTP)與點對多點(PMP)的網絡結構。另外，本通信系統具有非視距NLOS環境下的通信能力，以及天線聲音對齊功能和自我診斷能力，有效地解決了無線網絡安裝中最困難的安裝配置問題，使其安裝和維護簡便易行。對於視距有限的實際應用場景中，我們可以採用跨中繼連接的方式，從而實現更長距離和更大範圍的無線節點之間的通信和管理功能。無線傳輸及控制設備將安裝在密封的主機箱中，可防雨防凍，主機箱安裝於終端塔上。各電流傳感器和溫溼度傳感器的數據將通過無線方式傳輸至終端塔數據處理終端進行打包處理並發送。後臺在線監測預警軟體對前端的觸頭溫溼度數據、電纜電流信息和現場圖像視頻進行集中管理，為系統提供友好人機互動界面。後臺伺服器的存儲容量容易擴展，後臺軟體可以存儲大容量的歷史數據和視頻，並可實現遠程訪問。該後臺軟體和調度系統可聯機操作，當監測到異常溫溼度、區域入侵、設備異常或者電流不平衡故障後，該後臺軟體會即刻進行聲光報警處理，達到預防和預警的作用。另外該系統採用Web Service框架，可提供在線的系統狀態瀏覽(溫溼度、電纜電流、視頻)和可擴展的SDK開發接口，為後續產品的標準化擴展提供規範的接口。以上所述僅為本發明的實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1.一種直流接地極在線監測系統，由現場監測單元、現場監測終端、遠程數據傳輸和後臺控制組成，後臺控制通過遠程數據傳輸採集現場監測單元和現場監測終端的數據，後臺控制也可以通過遠程數據傳輸控制現場監測單元和現場監測終端設備的運行，其特徵在於:所述的現場監測終端分為數據輸入輸出模塊、數據通訊部分和電源部分；所述的數據輸入輸出模塊將現場監測單元採集的信號轉化成數字信息，將後臺控制送來的控制信息轉化成相應的電信號。
2.如權利要求1所述的直流接地極在線監測系統，其特徵在於:所述的遠程數據傳輸為GSM,GPRS,3G、無線微波或光纖傳輸中的一種。
3.如權利要求1所述的直流接地極在線監測系統，其特徵在於:所述的現場監測單元由溫溼度監測、導流電纜電流監測和視頻監控器組成。
4.如權利要求1、2或3所述的直流接地極在線監測系統，其特徵在於:所述的電源部分採用風光互補供電系統。
專利摘要本實用新型涉及在線監測領域，尤其涉及一種直流接地極在線監測系統。本實用新型的現場監測終端分為數據輸入輸出模塊、數據通訊部分和電源部分；所述的數據輸入輸出模塊將現場監測單元採集的信號轉化成數字信息，將後臺控制送來的控制信息轉化成相應的電信號，實現了直流接地極數據的實時採集傳輸，提高系統運維的智能化，並且現場監測終端設置專用的數據輸入輸出模塊，便於複雜設備的連接和擴展。
文檔編號H02J13/00GK203014486SQ201220587150
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者譚進, 唐程, 鄭路遙, 劉剛, 徐霞, 謝堯平, 杜雪松 申請人: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