一種地網綜合監測和智能維護系統的製作方法
2023-10-04 12:29:59 6
專利名稱：一種地網綜合監測和智能維護系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種地網綜合監測和智能維護系統，特別指的是一種能對地網進行遠程監測和維護的智能系統。
背景技術：
近些年來，國內多處變電站因雷擊造成了重大事故，綜合這些事故的原因，多數與地網接地電阻不合格有關。地網不合格，不但在電力傳輸中會造成極大的事故，同時對於一些終端精密設備，或移動基站等傳輸信號精密的環境，也會造成信號幹擾、甚至出現錯碼等通訊事故。因此，建立一個合格的地網，就顯得猶為重要了，越來越多的研究也表明，地網對於一個系統的穩定運行有著至關重要的作用，因此相關的標準規範也陸續出臺，引起了越來越多人們的重視，但是在我國的相關規範當中，只對接地電阻的參數做出了詳細的要求， 而對於建設地網的材料方面，仍然沒有詳細的規範，造成了很多單位在設計及施工的時候， 未能考慮地網的壽命以及季節因素的變化，從而出現雨季達標，旱季不達標；或是使用一段時間之後，地網中使用的材料被腐蝕，脫落，從而導致地網不達標準。為了避免地網的不合格給人們帶來重大事故，人們對地網實行定期檢測，由於在電力或通訊系統中，一般都是建設在比較偏僻的地方，作為電力變電站或是通訊基站如此龐大的數量的前提下，每季度進行一次的檢測，也是一個極其繁雜的工作，所花費的人力物力非常龐大，並且受人為因素的影響比嚴重。
發明內容
為了解決以上技術中存在的問題，本發明作出了以下技術解決方案。本發明由前端探測器1、地網綜合監測器2、雨水收集器3、離子供應器4、上位工挖機5、電控水泵6、電控閥門9、PH調節劑7和水位定量池8、水位定量電控閥門10、離子供應電控閥門9、PH調節劑電控閥門11、垂直接地體12和水平接地體13組成，前端探測器1是通過探頭與被探測的對象相接觸，負責採集包括溼度、PH值、土壤電阻率、地網瞬間電流的數據，將所採集到的數據通過數據線傳輸給地網綜合監測器2 ；地網綜合監測器2將前端採集的數據進行初步的處理，並作出相應的指令，啟動電控閥門9，從對應的離子供應器4和 PH調節劑7中，抽取相應的離子劑和PH調節劑，對PH值，離子含量，含水量等進行調劑，從而能在一定程度上降低地網的接地電阻值。同時，對採集到的數據，通過內置的RS485信息收發器，或是內置的GPRS無線通訊模塊，將所收集到的數據發回到上位工控機5，對數據進行儲存，分析，作為改造或是建設新地網的參考。當水位定量池8中水量不足時，啟動電控水泵6進行補水。雨水收集器3是通過特製的水箱，利用特殊的結構，能夠在雨季的時候，對雨水進行收集儲藏，並在旱季的時候，利用綜合監測器收集到的信息，自動或是通過人工幹預(遠程軟體控制)，對地網的溼度進行調節。離子供應器4研究表明，除溼度對土壤電阻率有很大的影響之外，土壤中水分的離子含量，也直接影響土壤電阻率。因此，通過特別的離子容器，當土壤電阻率升高，導致地網的接地電阻值不達標時，地網綜合監測器2自動發出指令，啟動離子供應系統的智能電控閥門9，往地網中注入離子成分，從而使土壤電阻率下降，並最終降低地網的接地電阻。上位工控機5通過增加工控模塊，一臺主機最多可以實現對IOM個監測點的數據進行儲存、分析，以及可以通過工控機的操作界面，實現人工幹預，遠程對地網進行操作。比如啟動譽滿水位定量池8中的智能電控閥門10注入水，調節土壤溼度；啟動離子供應器的智能電控閥門9注入離子劑，調節土壤中的離子含量；啟動PH試劑供應器中的智能電控閥門11注入酸鹼度調節劑，改變水質以對材料地網進行防腐。通過內置軟體，可以實現監測點的平面總監控圖，實現預警，報警，自動啟動裝置或是人工幹預的方式遠程啟動。本發明將地網與儀表，地網與監測以及GPRS模塊相結合，實現了全網智能化監測，無縫數據傳輸，實時遠程(全國範圍內)監測地網運行情況，並通過預警、報警裝置對監測情況進行實時回報，根據所回報的監測信息，值班人員可根據相應情況對智能化系統參數進行設定，包括設定電阻值的預警、報警值，以及自動啟動調節設備；通過遠程系統可根據一個時間段內的電阻率變化曲線，從而對地網的接地電阻值進行預測，從而可提前做好準備；通過雨水收集器提供的信息，進行遠程自動調節土壤溼度，從而改變土壤電阻率；為了確保監測數據的準確性，本發明設計了多迴路監測系統、定時監測系統和循檢監測系統， 通過一段時間的數據累積，分析地網電阻的變化，從而鑑別地網的真偽故障，通過分析地網電流，識別故障電流或是雷擊電流，從而對該點設備進行危險分級，通過對常用材料腐蝕分析，自動調節酸鹼度，延長接地體的壽命。本發明的有益效果在於通過遠程對地網進行實時監測，實時預警、實時調整地網的參數，對不合格的組件進行即時修復，以確保人們的生命和財產不會因重大事故而受到損害。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖(1)是本發明的工作原理圖。
具體實施例方式地網作為一個整體部分，包括垂直接地體，水平接地體，以及引下線組成，通過垂直接地體、水平接地體與大地中的土壤緊密接觸，達到良好的接地效果，而設備或是其它系統通過引下線連接到地網。由於地網的接地電阻很小，當設備或是系統中出現雷電流或是故障電流的時候，能夠通過地網將這種有危害性的電流洩放入大地。一旦地網出現故障，或是接地電阻變大，則這種多餘的危害電流沒有其它途徑洩放走，就對設備造成致命的危害。因此，本系統實現的目標，就是對一個或多個這樣的地網進行實時監測，可以動態的方式取得地網是否在工作的可靠信息，或是工作中接地電阻、危害電流出現的類別、危害電流出現的機率等數據，從而使人們及時對地網出現的故障進行修復，降低因地網失效給設備或是人身帶來的危害。本系統的前端探測器部分，包括了 PH值探測器、溼度探測、電流探測器器等一系列的探測器組成，同時預留了溼度探測、密度探測等升級接口。當探測器取得數據，並通過任意一種數據傳輸方式傳回到地網監測器端。地網監測器取得數據後，經過初步的分析，當達到初始設備值時，可以啟動相應的系統，補充離子劑，或是水分，或是酸度調節劑，從而一定程度上改變土壤的基本參數，從而改變地網的接地電阻值或是地網的腐蝕值。同時，取得的數據通過GPRS或是其它任一種數據傳輸方式，傳回到中心監控機房的上位工控機。上位工控機由一臺智能電腦及對應的監控軟體組成。當取得前端地網監測儀傳回的數據的時候，自動對其進行儲存，分析、判斷。從而得出地網的實時工作狀態。根據一個時段內的數據分析總結，系統可自動判斷，地網各行參數的變化值，從而做出預警可是報警的提示。地網現場監測器與上位工控機的主要區別在於，地網現場監測器只能取得數據， 以及傳輸數據。同時當它作出各種指令的時候，是預置一定的數據，當取得的數據達到此數值的時候，就相應地啟動對應的系統。但它沒有儲存與時段分析的功能，並且它監測的只是一個地網的數據。上位工控機取得的數據，是若干個地網的數據，同時可儲存以及分析一個時候內的數據，可以對數據變化的趨勢作出判斷，從而對地網變化作一個較準確的「預測」， 從而在故障出現之前就通知人們在關注某地網，已經到了危險的臨界值。同時，上位工控機內置的平面分布圖，可以對N個系統進行經緯度分布一目了現。 預警或是報警的數據，可以在平面總圖上閃爍顯示。而且內置了人工幹預系統。當取得一個時段的數據後，經過分析得知地網現場監測儀的初始設置值可能與實際運行有一種的偏差(或者說初始設置不合理)時，可以通過軟體內置的功能，自動調節地網現場監測儀的設置值，或是根據實際情況，人工遠程操作，對地網現場監測器的各項設備值進行更改，而降低派人現場重新調試的成本。在本系統中，對土壤參數的改變，是依靠供液系統構成。供液系統由雨水收集器，儲水器，定量池，電控水泵以及人工水井構成。雨水收集器負責收集雨水，並且經過底部的濾網，再經過與儲水器連接的管道，將經過了過濾的雨水流入儲水器中備用；人工水井及電控水泵，儲水器中的水已經用完，而又久未下雨，沒有其它水源補充的情況下，通過啟動電控水泵，抽取人工水井中的水，注入儲水器中，以保證供液系統的正
常供給。儲水器通過自動閥門，與定量池相連接。定量池中分別內置了高濃度的防腐離子劑，PH值調節劑等。水進入定量池後，與這些劑混合在一起，形成調節系統中的原液部分。當前端探測器取得了各項數據之後，最終傳回到上位工控機，經過上位工控機的定量分析，對電控閥門發出命令，對各定量池開放，按一定的比例往地下灌入相應的水劑， 在管道中混合後，通過預埋於地網附近的管道，滲入到地網周圍的土壤中，從而實現對土壤參數的改變，如電阻率，導電系統，溼度，酸鹼度等。為保證混合的的液體可以均勻地滲入到地網周圍的土壤，在管道的末端，加裝了毛細緩滲管。這種由很多毛細孔組成的管，可以在微小壓力的狀態下，將液體緩慢地輸送至土壤中。
權利要求
1.一種地網綜合監測和智能維護系統，由前端探測器、地網綜合監測器、雨水收集器、 離子供應器、上位工控機組成，其特徵是將地網與儀表，地網與監測以及GPRS模塊相結合， 實現了全網智能化監測，無縫數據傳輸，實時遠程(全國範圍內)監測地網運行情況，並通過預警、報警裝置對監測情況進行實時回報，根據所回報的監測信息，值班人員可根據相應情況對智能化系統參數進行設定，包括設定電阻值的預警、報警值，以及自動啟動調節設備。
2.由權利要求1所述的一種地網綜合監測和智能維護系統，其特徵是根據所回報的監測信息，值班人員可根據相應情況對智能化系統參數進行設定，包括設定電阻值的預警、報警值，以及自動啟動調節設備；通過遠程系統可根據一個時間段內的電阻率變化曲線，從而對地網的接地電阻值進行預測，從而可提前做好準備；通過雨水收集器提供的信息，進行遠程自動調節土壤溼度，從而改變土壤電阻率
3.由權利要求1所述的一種地網綜合監測和智能維護系統，其特徵是為了確保監測數據的準確性，本發明設計了多迴路監測系統、定時監測系統和循檢監測系統，通過一段時間的數據累積，分析地網電阻的變化，從而鑑別地網的真偽故障，通過分析地網電流，識別故障電流或是雷擊電流，從而對該點設備進行危險分級，通過對常用材料腐蝕分析，自動調節酸鹼度，延長接地體的壽命。
全文摘要
一種地網綜合監測和智能維護系統，由前端探測器(1)、地網綜合監測器(2)、雨水收集器(3)、離子供應器(4)、上位工挖機(5)、電控水泵(6)、電控閥門(9)、PH調節劑(7)和定量池(8)組成，將地網與儀表，地網與監測以及GPRS模塊相結合，實現了全網智能化遠程監測，無縫數據傳輸，實時遠程(全國範圍內)監測地網運行情況，並通過預警、報警裝置對監測情況進行實時回報，根據所回報的監測信息，值班人員可根據相應情況對智能化系統參數進行設定，包括設定電阻值的預警、報警值，以及自動啟動調節設備。
文檔編號H02J13/00GK102412623SQ20101029227
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月26日 優先權日2010年9月26日
發明者吳興傑, 陳志鵬 申請人:吳興傑, 陳志鵬