高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，具有在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，高速數(shù)據(jù)通訊，準(zhǔn)確獲得接地網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)的主要特點(diǎn)，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)，大幅度降低了人工測(cè)量數(shù)據(jù)的成本。采用新一代通訊技術(shù)3G網(wǎng)絡(luò)，通訊效率高，前景好。磁強(qiáng)計(jì)測(cè)地表土壤磁場(chǎng)分布是一種新型檢測(cè)磁場(chǎng)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)影響的方法。智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以分析出接地網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化規(guī)律和運(yùn)行特性，可為國(guó)家電網(wǎng)技術(shù)研究提供有力的數(shù)據(jù)支持。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及采用上述系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往的高壓及特高壓輸電接地網(wǎng)狀態(tài)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，都是依據(jù)人工完成的，自動(dòng)化程度低，而且對(duì)于檢測(cè)人員也有一定的危險(xiǎn)性。主要是不能實(shí)時(shí)性的對(duì)接地網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和遠(yuǎn)程傳送，監(jiān)測(cè)成本較高，效率較低。以往對(duì)接地網(wǎng)周?chē)h(huán)境的監(jiān)測(cè)并未涉及到其對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)和地表土壤環(huán)境的影響。系統(tǒng)的供電方式大多采用太陽(yáng)能供電，在太陽(yáng)光照不足情況下，并未提及風(fēng)能對(duì)其有效補(bǔ)充利用。
[0003]3G網(wǎng)絡(luò)與2G網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升。在當(dāng)今Internet數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷升溫中，在固定接入速率(HDSL、ADSL、VDSL)不斷提升的背景下，3G網(wǎng)絡(luò)移信系統(tǒng)也看到了市場(chǎng)的曙光，益發(fā)為電信運(yùn)營(yíng)商、通信設(shè)備制造商和普通用戶(hù)所關(guān)注。本發(fā)明監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通信采用3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度低，監(jiān)測(cè)成本較高，效率較低的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供上述系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括相連接的電源管理模塊及終端信息采集及傳輸模塊，電源管理模塊上分別連接有風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)及蓄電池模塊，終端信息采集及傳輸模塊通過(guò)3G數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，終端信息采集及傳輸模塊上還分別連接有接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)、磁場(chǎng)分布模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；還包括總接地電流電纜，總接地電流電纜為高壓直流傳輸?shù)慕拥仉娎|，由高壓直流輸電換流站引向接地電流引線(xiàn)中心塔，接地電流引線(xiàn)中心塔把總接地電流電纜分成若干分塔接地電流電纜引向若干接地電流引線(xiàn)分塔，若干接地電流引線(xiàn)分塔平均分布在接地網(wǎng)的圓周上，接地網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)井分部在各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔的周?chē)?；接地電流引線(xiàn)分塔上設(shè)置有多個(gè)引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)，引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)依次通過(guò)終端信息采集及傳輸模塊、無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊、3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔、3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行通訊。
[0007]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，采用高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為:包括相連接的電源管理模塊及終端信息采集及傳輸模塊，電源管理模塊上分別連接有風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)及蓄電池模塊，終端信息采集及傳輸模塊通過(guò)3G數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，終端信息采集及傳輸模塊上還分別連接有接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)、磁場(chǎng)分布模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；還包括總接地電流電纜，總接地電流電纜為高壓直流傳輸?shù)慕拥仉娎|，由高壓直流輸電換流站引向接地電流引線(xiàn)中心塔，接地電流引線(xiàn)中心塔把總接地電流電纜分成若干分塔接地電流電纜引向若干接地電流引線(xiàn)分塔，若干接地電流引線(xiàn)分塔平均分布在接地網(wǎng)的圓周上，接地網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)井分部在各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔的周?chē)?；接地電流引線(xiàn)分塔上設(shè)置有多個(gè)引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)，引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)依次通過(guò)終端信息采集及傳輸模塊、無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊、3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔、3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行通訊；
[0008]具體按照以下步驟實(shí)施:
[0009]步驟1:當(dāng)后臺(tái)管理平臺(tái)定時(shí)召喚時(shí)間到或者有操作人員下發(fā)召喚數(shù)據(jù)指令后，后臺(tái)管理平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式下發(fā)召喚數(shù)據(jù)指令，該指令信息通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊；
[0010]步驟2:無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊把接收到的信息通過(guò)串行通信的方式傳輸給終端信息采集及傳輸模塊；
[0011]步驟3:終端信息采集及傳輸模塊打開(kāi)信息采集通道，采集各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔的磁場(chǎng)分布信息、接地電流信息及接地網(wǎng)周?chē)寥赖臏貪穸刃畔ⅲ?br> [0012]步驟4:終端信息采集及傳輸模塊把采集到的信息處理并打包后，通過(guò)串行通信方式發(fā)送至無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊；
[0013]步驟5:無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊把接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔無(wú)線(xiàn)傳送至3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；
[0014]步驟6:3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過(guò)廣域網(wǎng)的形式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)管理平臺(tái)；
[0015]步驟7:后臺(tái)管理平臺(tái)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓分類(lèi)，保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在平臺(tái)界面上實(shí)時(shí)顯示各類(lèi)數(shù)據(jù)的曲線(xiàn)信息；
[0016]步驟8:在后臺(tái)管理平臺(tái)的電流信息與高壓直流故障信息庫(kù)中檢索當(dāng)前電流信息數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的高壓直流傳輸過(guò)程中的故障信息，并通過(guò)短信形式發(fā)送故障信息到相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上；
[0017]步驟9:保存接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)、高壓直流輸電信息及磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)，并提醒注意采集直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證兩個(gè)數(shù)據(jù)的同步性，給出農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)與直流接地網(wǎng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)同時(shí)刻關(guān)系曲線(xiàn)；
[0018]步驟10:通過(guò)土壤溫濕度數(shù)據(jù)、接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的額定的電流值等相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算接地網(wǎng)腐蝕量，并與專(zhuān)家?guī)熘械母g量數(shù)據(jù)比對(duì)給出接地網(wǎng)的狀態(tài)預(yù)估信息，同時(shí)如果溫濕度信息超過(guò)所設(shè)定的限值，給相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)送告警信息。
[0019]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0020]其中的步驟8具體按照以下步驟實(shí)施:當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，接地網(wǎng)電流較小，一般在0.2A左右，此時(shí)后臺(tái)管理平臺(tái)顯示正常運(yùn)行信息；當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)處于單極大地回路電流運(yùn)行方式，這時(shí)接地極電流會(huì)比較大，甚至?xí)咏~定電流，這時(shí)在η個(gè)引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)中每一個(gè)采集到的電流是故障電流的1/η，此時(shí)后臺(tái)管理平臺(tái)顯示故障信息，并給出故障報(bào)警信息給出故障電流值，同時(shí)把這些信息發(fā)送到相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上。
[0021]其中的步驟9具體按照以下步驟實(shí)施:提前通知固定間隔時(shí)刻采集直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)讲杉瘯r(shí)刻時(shí)，把接地網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間刻度、接地網(wǎng)電流值、溫濕度參數(shù)、高壓直流傳輸數(shù)據(jù)與電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，等直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)后，給出農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)與直流接地網(wǎng)周?chē)艌?chǎng)、直流接地網(wǎng)電流、溫濕度參數(shù)的對(duì)應(yīng)時(shí)刻曲線(xiàn)。
[0022]其中的步驟10具體按照以下步驟實(shí)施:接地網(wǎng)腐蝕量依據(jù)如下公式計(jì)算:
[0023]A=k *u*I*t*C*ff,
[0024]其中:A:表示接地網(wǎng)單位面積的腐蝕量；k:表示腐蝕量整定參數(shù)；u:表示接地鋼網(wǎng)在土壤中的腐蝕率；1:表示接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的額定的電流值；t:表示單極大地回路方式設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間；c:表示接地網(wǎng)周?chē)耐寥罍囟龋粀:表示接地網(wǎng)周?chē)耐寥罎穸龋?br> [0025]計(jì)算出的腐蝕量如果明顯大于理論值時(shí)，就表明接地網(wǎng)的狀態(tài)變差，并給出按照這個(gè)狀況接地網(wǎng)的實(shí)際使用年限。
[0026]本發(fā)明的有益效果是，采用一種基于3G網(wǎng)絡(luò)的高壓直流接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，具有在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，高速數(shù)據(jù)通訊，準(zhǔn)確獲得接地網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)的主要特點(diǎn)，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)，大幅度降低了人工測(cè)量數(shù)據(jù)的成本。采用新一代通訊技術(shù)3G網(wǎng)絡(luò)，通訊效率高，前景好。磁強(qiáng)計(jì)測(cè)地表土壤磁場(chǎng)分布是一種新型檢測(cè)磁場(chǎng)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)影響的方法。智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以分析出接地網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化規(guī)律和運(yùn)行特性，可為國(guó)家電網(wǎng)技術(shù)研究提供有力的數(shù)據(jù)支持。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明監(jiān)測(cè)方法的原理框圖。
[0029]圖中，1.風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，2.太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，3.蓄電池模塊，4.3G數(shù)據(jù)傳輸模塊，
5.電源管理模塊，6.終端信息采集及傳輸模塊，7.接地網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)井，8.接地電流引線(xiàn)分塔，9.接地電流引線(xiàn)中心塔，10.接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)，11.磁場(chǎng)分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，12.土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，13.總接地電流電纜，14.分塔接地電流電纜，15.引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)，16.無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊，17.3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔，18.3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，19.后臺(tái)管理平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]本發(fā)明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括相連接的電源管理模塊5及終端信息采集及傳輸模塊6，電源管理模塊5協(xié)調(diào)風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)2及蓄電池模塊3給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電，終端信息采集及傳輸模塊6通過(guò)3G數(shù)據(jù)傳輸模塊4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，終端信息采集及傳輸模塊6上還分別連接有接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)10、磁場(chǎng)分布模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)12，總接地電流電纜13為高壓直流傳輸?shù)慕拥仉娎|，由高壓直流輸電換流站引向接地電流引線(xiàn)中心塔9，接地電流引線(xiàn)中心塔9把總接地電流電纜13分成若干分塔接地電流電纜14引向若干接地電流引線(xiàn)分塔8，若干接地電流引線(xiàn)分塔8平均分布在接地網(wǎng)的圓周上，接地網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)井7分部在各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔8的周?chē)?br> [0032]風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)I接入電源管理模塊5，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)把轉(zhuǎn)換的電能通過(guò)電源管理模塊5傳送給蓄電池部件3或者給終端信息采集及傳輸模塊6及各類(lèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電；太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)2接入電源管理模塊5，會(huì)把轉(zhuǎn)換的電能通過(guò)電源管理模塊5傳送給蓄電池部件3或者給終端信息采集及傳輸模塊6及各類(lèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電；蓄電池模塊3和電源管理模塊5相連接，主要用于存儲(chǔ)風(fēng)能發(fā)電或太陽(yáng)能發(fā)電的能量；電源管理模塊5和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)2、蓄電池模塊3相連接，主要用來(lái)協(xié)調(diào)風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電的使用及存儲(chǔ)，電源管理模塊5也和終端信息采集及傳輸模塊5相連，重點(diǎn)保證終端信息采集及傳輸模塊6及接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)10、磁場(chǎng)分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)12的供電電源；終端信息采集及傳輸模塊6與接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)10、磁場(chǎng)分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)12相連，采集各個(gè)接地網(wǎng)觀測(cè)點(diǎn)的接地電流數(shù)據(jù)，采集各個(gè)接地網(wǎng)觀測(cè)點(diǎn)周?chē)拇艌?chǎng)分布數(shù)據(jù)，采集各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)接地網(wǎng)周?chē)寥罍貪穸葦?shù)據(jù)；接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)10利用霍爾電流傳感器監(jiān)測(cè)接地網(wǎng)電流狀況，通過(guò)傳輸電纜傳送給終端信息采集及傳輸模塊6 ；磁場(chǎng)分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11利用場(chǎng)強(qiáng)儀觀測(cè)接地網(wǎng)周?chē)拇艌?chǎng)分布情況，通過(guò)傳輸電纜傳送給終端信息采集及傳輸模塊6 個(gè)土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)12監(jiān)測(cè)接地網(wǎng)周?chē)耐寥罍貪穸葦?shù)據(jù)，通過(guò)傳輸電纜傳送給終端信息采集及傳輸模塊6 ;3G數(shù)據(jù)傳輸模塊4通過(guò)串行通信的方式接收終端信息采集及傳輸模塊6采集處理到的電流數(shù)據(jù)、磁場(chǎng)數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)，并把這些信息通過(guò)3G無(wú)線(xiàn)通信的方式傳輸?shù)胶笈_(tái)管理平臺(tái)19。原理如圖2所示，引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)15通過(guò)采集傳輸電纜傳輸信號(hào)到終端信息采集及傳輸MCU6，采集的信號(hào)包括電流數(shù)據(jù)、磁場(chǎng)數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)；終端信息采集及傳輸MCU6把這些采集數(shù)據(jù)壓縮打包通過(guò)串行通信的方式傳送給無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊16 ;無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊I6通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔17和3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器18把這些信息傳送給后臺(tái)管理平臺(tái)19。
[0033]其中的3G數(shù)據(jù)傳輸模塊4采用3G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)通信方式，其頻段范圍廣，具有路由和自組網(wǎng)功能。
[0034]其中的電源管理模塊5采用風(fēng)光互補(bǔ)供電。利用風(fēng)能、太陽(yáng)能兩種能源的互補(bǔ)性，基于電池儲(chǔ)能，獲得可靠的供電電源，有效的解決光能不足時(shí)的休眠時(shí)間過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題。
[0035]其中的終端信息采集及傳輸模塊6具有采集數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)通訊功能。MCU處理器將接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)采集與傳送，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)接地網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。
[0036]其中的接地電流引線(xiàn)分塔8平均分布在以接地電流引線(xiàn)中心塔9為圓心2km為半徑的圓周上，實(shí)現(xiàn)接地網(wǎng)電流的平均分布。
[0037]其中的接地網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)井7分布在接地電流引線(xiàn)分塔8的周?chē)?，方便用?chǎng)強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x測(cè)量磁場(chǎng)分布，方便用電流霍爾傳感器測(cè)量引線(xiàn)分塔上流過(guò)的電流，方便用溫濕度傳感器測(cè)量接地網(wǎng)周?chē)耐寥罍貪穸确磻?yīng)接地網(wǎng)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
[0038]其中的接地電流引線(xiàn)中心塔9主要用來(lái)把總接地電流分流至各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔8。
[0039]其中的接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)10采用高精度霍爾電流傳感器，測(cè)量范圍廣，響應(yīng)速度快，最快者響應(yīng)時(shí)間只為lus。測(cè)量精度高，其測(cè)量精度優(yōu)于1%。線(xiàn)性度好，優(yōu)于0.2%。工作頻帶寬，在O?IOOkHz頻率范圍內(nèi)的信號(hào)均可以測(cè)量。
[0040]其中的磁場(chǎng)分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11是為了精確的測(cè)量出地表土壤周?chē)拇艌?chǎng)分布，采集農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程中周?chē)碾姶怒h(huán)境參數(shù)。
[0041]其中的土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)12主要用溫濕度傳感器測(cè)量接地網(wǎng)周?chē)耐寥罍貪穸?，這些溫濕度數(shù)據(jù)傳送至后臺(tái)管理平臺(tái)19將用來(lái)反應(yīng)接地網(wǎng)的狀態(tài)。[0042]其中的無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊16通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔18把這些信息傳送至3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器18，3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器18通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式把這些信息傳送給后臺(tái)管理平臺(tái)19。
[0043]其中的后臺(tái)管理平臺(tái)19采用VC++數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的制作。VC++是一種面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)軟件，利用它可以建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和歷史查詢(xún)，對(duì)其界面的制作也要人性化和友好化。這樣就使得監(jiān)測(cè)終端的功能比較齊全。該平臺(tái)可以實(shí)時(shí)觀察到各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔的電流信息數(shù)據(jù)、磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)及接地網(wǎng)周?chē)耐寥罍貪穸刃畔?shù)據(jù)。通過(guò)當(dāng)前電流信息數(shù)據(jù)依據(jù)平臺(tái)庫(kù)中現(xiàn)有的故常信息庫(kù)可以給出高壓直流傳輸過(guò)程中的故障信息，通過(guò)磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)給接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況受電磁場(chǎng)影響研究提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)土壤溫濕度數(shù)據(jù)依據(jù)專(zhuān)家?guī)煨畔⒖梢越o出接地網(wǎng)狀態(tài)的預(yù)估信息。該后臺(tái)軟件發(fā)現(xiàn)接地電流超標(biāo)后可以給相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)送報(bào)信息，以便作為高壓直流傳輸故障判據(jù)之一；后臺(tái)軟件發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)周?chē)鷾貪穸葦?shù)據(jù)異常后會(huì)發(fā)送報(bào)警信息給相關(guān)負(fù)責(zé)人，以便判斷接地網(wǎng)狀態(tài)是否正常。
[0044]本發(fā)明監(jiān)測(cè)方法具體按照以下步驟實(shí)施:
[0045]步驟1:當(dāng)后臺(tái)管理平臺(tái)19定時(shí)召喚時(shí)間到或者有操作人員下發(fā)召喚數(shù)據(jù)指令后，后臺(tái)管理平臺(tái)19通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式下發(fā)召喚數(shù)據(jù)指令，該指令信息通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔17無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊16。
[0046]步驟2:無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊16把該信息通過(guò)串行通信的方式傳輸給終端信息米集及傳輸模塊6。
[0047]步驟3:終端信息采集及傳輸模塊6打開(kāi)信息采集通道，采集各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔的磁場(chǎng)分布信息、接地電流信息及接地網(wǎng)周?chē)寥赖臏貪穸刃畔ⅰ?br> [0048]步驟4:終端信息采集及傳輸模塊6把采集到的信息處理并打包后，通過(guò)串行通信方式發(fā)送至無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊16。
[0049]步驟5:無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊16把這些數(shù)據(jù)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔17無(wú)線(xiàn)傳送至3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器18。
[0050]步驟6:3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器18通過(guò)廣域網(wǎng)的形式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)管理平臺(tái)19。
[0051]步驟7:后臺(tái)管理平臺(tái)19對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓分類(lèi)，保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在平臺(tái)界面上實(shí)時(shí)顯示各類(lèi)數(shù)據(jù)的曲線(xiàn)信息。
[0052]步驟8:在后臺(tái)管理平臺(tái)19的電流信息與高壓直流故障信息庫(kù)中檢索當(dāng)前電流信息數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的高壓直流傳輸過(guò)程中的故障信息，并通過(guò)短信形式發(fā)送故障信息到相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上。具體方法是:當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，接地網(wǎng)電流較小，一般在0.2A左右，此時(shí)后臺(tái)管理平臺(tái)19顯示正常運(yùn)行信息；當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)處于單極大地回路電流運(yùn)行方式，這時(shí)接地極電流會(huì)比較大，甚至?xí)咏~定電流(如3.3kA的額定接地電流)，這時(shí)在η個(gè)引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)中每一個(gè)采集到的電流是故障電流的I/η (如接近3.3/n kA的電流值)，此時(shí)后臺(tái)管理平臺(tái)19顯示故障信息，并給出故障報(bào)警信息給出故障電流值，同時(shí)把這些信息發(fā)送到相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上。
[0053]步驟9:保存接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)、高壓直流輸電信息及磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)，并提醒注意采集直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證兩個(gè)數(shù)據(jù)的同步性，給出農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)與直流接地網(wǎng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)同時(shí)刻關(guān)系曲線(xiàn)。具體方法是:提前通知固定間隔時(shí)刻采集直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)讲杉瘯r(shí)刻時(shí)，把接地網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間刻度、接地網(wǎng)電流值、溫濕度參數(shù)、高壓直流傳輸數(shù)據(jù)與電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，等直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)后，給出農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)與直流接地網(wǎng)周?chē)艌?chǎng)、直流接地網(wǎng)電流、溫濕度參數(shù)的對(duì)應(yīng)時(shí)刻曲線(xiàn)，供科學(xué)研究分析用。
[0054]步驟10:通過(guò)土壤溫濕度數(shù)據(jù)、接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的額定的電流值等相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算接地網(wǎng)腐蝕量，并與專(zhuān)家?guī)熘械母g量數(shù)據(jù)比對(duì)給出接地網(wǎng)的狀態(tài)預(yù)估信息。同時(shí)如果溫濕度信息超過(guò)所設(shè)定的限值，給相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)送告警信息。具體方法是:接地網(wǎng)腐蝕量依據(jù)如下公式計(jì)算:
[0055]A=k.u.I.t.C.W，(I)
[0056]其中:A:表示接地網(wǎng)單位面積的腐蝕量；k:表示腐蝕量整定參數(shù)(根據(jù)接地網(wǎng)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌叵滤疃鹊纫驍?shù)整定)；u:表示接地鋼網(wǎng)在土壤中的腐蝕率(一般取9.13kg/(A.a) ) ；1:表示接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的額定的電流值；t:表示單極大地回路方式設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間；C:表示接地網(wǎng)周?chē)耐寥罍囟?；W:表示接地網(wǎng)周?chē)耐寥罎穸取?br> [0057]計(jì)算出的腐蝕量如果明顯大于理論值時(shí)，就表明接地網(wǎng)的狀態(tài)變差，并給出按照這個(gè)狀況接地網(wǎng)的實(shí)際使用年限。
[0058]本發(fā)明的關(guān)鍵是提出了一種直流接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)接地網(wǎng)電流、周?chē)h(huán)境的磁場(chǎng)及溫濕度數(shù)據(jù)可以監(jiān)測(cè)接地網(wǎng)的狀態(tài)，同時(shí)也通過(guò)接地網(wǎng)電流特性可以判斷高壓直流輸電特定及故障，也通過(guò)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)可以判斷接地網(wǎng)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的電磁影響。這個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)給通過(guò)監(jiān)測(cè)接地網(wǎng)狀態(tài)可間接判斷高壓直流輸電的特性，也有效的推動(dòng)了智能電網(wǎng)的發(fā)展。`
【權(quán)利要求】
1.高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括相連接的電源管理模塊(5)及終端信息采集及傳輸模塊(6)，電源管理模塊(5)上分別連接有風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)(I)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)(2)及蓄電池模塊(3)，終端信息采集及傳輸模塊(6)通過(guò)3G數(shù)據(jù)傳輸模塊(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，終端信息采集及傳輸模塊(6)上還分別連接有接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)(10)、磁場(chǎng)分布模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(11)、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(12);還包括總接地電流電纜(13)，總接地電流電纜(13)為高壓直流傳輸?shù)慕拥仉娎|，由高壓直流輸電換流站引向接地電流引線(xiàn)中心塔(9 )，接地電流引線(xiàn)中心塔(9 )把總接地電流電纜(13 )分成若干分塔接地電流電纜(14)引向若干接地電流引線(xiàn)分塔(8)，若干接地電流引線(xiàn)分塔(8)平均分布在接地網(wǎng)的圓周上，接地網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)井(7)分部在各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔(8)的周?chē)唤拥仉娏饕€(xiàn)分塔(8)上設(shè)置有多個(gè)引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)(15)，引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)(15)依次通過(guò)終端信息采集及傳輸模塊(6)、無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊(16)、3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔(17)、3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(18)與后臺(tái)管理平臺(tái)(19)進(jìn)行通訊。
2.高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，采用高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為:包括相連接的電源管理模塊(5)及終端信息采集及傳輸模塊(6)，電源管理模塊(5)上分別連接有風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)(I)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)(2)及蓄電池模塊(3)，終端信息采集及傳輸模塊(6)通過(guò)3G數(shù)據(jù)傳輸模塊(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，終端信息采集及傳輸模塊(6)上還分別連接有接地網(wǎng)電流采集系統(tǒng)(10)、磁場(chǎng)分布模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(11)、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(12);還包括總接地電流電纜(13)，總接地電流電纜(13)為高壓直流傳輸?shù)慕拥仉娎|，由高壓直流輸電換流站引向接地電流引線(xiàn)中心塔(9)，接地電流引線(xiàn)中心塔(9)把總接地電流電纜(13)分成若干分塔接地電流電纜(14)引向若干接地電流引線(xiàn)分塔(8)，若干接地電流引線(xiàn)分塔(8`)平均分布在接地網(wǎng)的圓周上，接地網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)井(7)分部在各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔(8)的周?chē)?；接地電流引線(xiàn)分塔(8)上設(shè)置有多個(gè)引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)(15)，引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)(15)依次通過(guò)終端信息采集及傳輸模塊(6)、無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊(16)、3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔(17)、3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(18)與后臺(tái)管理平臺(tái)(19)進(jìn)行通訊； 具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1:當(dāng)后臺(tái)管理平臺(tái)(19)定時(shí)召喚時(shí)間到或者有操作人員下發(fā)召喚數(shù)據(jù)指令后，后臺(tái)管理平臺(tái)(19)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式下發(fā)召喚數(shù)據(jù)指令，該指令信息通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔(17)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊(16)； 步驟2:無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊(16)把接收到的信息通過(guò)串行通信的方式傳輸給終端信息采集及傳輸模塊(6)； 步驟3:終端信息采集及傳輸模塊(6)打開(kāi)信息采集通道，采集各個(gè)接地電流引線(xiàn)分塔的磁場(chǎng)分布信息、接地電流信息及接地網(wǎng)周?chē)寥赖臏貪穸刃畔ⅲ? 步驟4:終端信息采集及傳輸模塊(6)把采集到的信息處理并打包后，通過(guò)串行通信方式發(fā)送至無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊(16)； 步驟5:無(wú)線(xiàn)信息發(fā)送與接收模塊(16)把接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)通信桿塔(17)無(wú)線(xiàn)傳送至3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(18)； 步驟6:3G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(18)通過(guò)廣域網(wǎng)的形式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)管理平臺(tái)(19)；步驟7:后臺(tái)管理平臺(tái)(19)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓分類(lèi)，保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在平臺(tái)界面上實(shí)時(shí)顯示各類(lèi)數(shù)據(jù)的曲線(xiàn)信息； 步驟8:在后臺(tái)管理平臺(tái)(19)的電流信息與高壓直流故障信息庫(kù)中檢索當(dāng)前電流信息數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的高壓直流傳輸過(guò)程中的故障信息，并通過(guò)短信形式發(fā)送故障信息到相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上； 步驟9:保存接地網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)、高壓直流輸電信息及磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)，并提醒注意采集直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證兩個(gè)數(shù)據(jù)的同步性，給出農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)與直流接地網(wǎng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)同時(shí)刻關(guān)系曲線(xiàn)； 步驟10:通過(guò)土壤溫濕度數(shù)據(jù)、接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的額定的電流值等相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算接地網(wǎng)腐蝕量，并與專(zhuān)家?guī)熘械母g量數(shù)據(jù)比對(duì)給出接地網(wǎng)的狀態(tài)預(yù)估信息，同時(shí)如果溫濕度信息超過(guò)所設(shè)定的限值，給相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)送告警信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述的步驟8具體按照以下步驟實(shí)施:當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，接地網(wǎng)電流較小，一般在0.2A左右，此時(shí)后臺(tái)管理平臺(tái)(19)顯示正常運(yùn)行信息；當(dāng)高壓直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)處于單極大地回路電流運(yùn)行方式，這時(shí)接地極電流會(huì)比較大，甚至?xí)咏~定電流，這時(shí)在η個(gè)引線(xiàn)分塔觀測(cè)及采集點(diǎn)中每一個(gè)采集到的電流是故障電流的1/η，此時(shí)后臺(tái)管理平臺(tái)(19)顯示故障信息，并給出故 障報(bào)警信息給出故障電流值，同時(shí)把這些信息發(fā)送到相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述的步驟9具體按照以下步驟實(shí)施:提前通知固定間隔時(shí)刻采集直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)讲杉瘯r(shí)刻時(shí)，把接地網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間刻度、接地網(wǎng)電流值、溫濕度參數(shù)、高壓直流傳輸數(shù)據(jù)與電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，等直流接地網(wǎng)周?chē)r(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)后，給出農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)與直流接地網(wǎng)周?chē)艌?chǎng)、直流接地網(wǎng)電流、溫濕度參數(shù)的對(duì)應(yīng)時(shí)刻曲線(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓直流輸電接地網(wǎng)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述的步驟10具體按照以下步驟實(shí)施:接地網(wǎng)腐蝕量依據(jù)如下公式計(jì)算:
A=k.u.I.t.C.W, 其中:A:表示接地網(wǎng)單位面積的腐蝕量；k:表示腐蝕量整定參數(shù)；u:表示接地鋼網(wǎng)在土壤中的腐蝕率:表示接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的額定的電流值:表示單極大地回路方式設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間；C:表示接地網(wǎng)周?chē)耐寥罍囟?；W:表示接地網(wǎng)周?chē)耐寥罎穸龋? 計(jì)算出的腐蝕量如果明顯大于理論值時(shí)，就表明接地網(wǎng)的狀態(tài)變差，并給出按照這個(gè)狀況接地網(wǎng)的實(shí)際使用年限。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103728511SQ201310713109
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】姬軍鵬, 鞏磊, 申明, 尹忠剛, 王佳, 馮慶華, 彭麗莎 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)