CN104297574A - 变电站工频电磁环境监测系统 - Google Patents

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陆德坚
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北京森馥科技股份有限公司
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Abstract

本发明涉及电磁辐射监测技术领域,尤其涉及变电站工频电磁环境监测系统。该变电站工频电磁环境监测系统,包括:监控中心平台及变电站工频电磁环境监测节点;变电站工频电磁环境监测节点,用于采集其所对应的目标变电站的电磁环境监测数据,并将电磁环境监测数据发送给监控中心平台;监控中心平台,用于接收电磁环境监测数据并进行变电站电磁环境汇总管理,且将汇总管理的结果通过网络发布平台和/或在变电站工频电磁环境监测节点处进行信息发布。本发明提供的该变电站工频电磁环境监测系统,实现了对变电站工频电磁环境布点进行长期在线监测,且克服了相关技术中获取的监测数据无法及时公布的技术问题。

Description

变电站工频电磁环境监测系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电磁辐射监测技术领域,具体而言,涉及变电站工频电磁环境监测系统。
背景技术
[0002] 当前,高压输变电设施,特别是位于城区的变电站,引起公众的关注,并产生了大量电磁辐射方面的纠纷。对变电站的工频电磁环境进行监测是获知变电站工频电磁环境的重要手段。
[0003] 相关技术中,对变电站工频电磁环境进行监测的方法主要为:利用电磁辐射监测仪获取目标变电站的电磁环境监测数据,并以电磁环境监测数据作为变电站电磁环境的评价指标。
[0004] 上述变电站电磁环境监测方法在某个特定的变电站进行监测获取电磁环境监测数据后,无法及时进行汇总公布。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供变电站工频电磁环境监测系统,以解决上述的问题。
[0006] 在本发明的实施例中提供了一种变电站工频电磁环境监测系统,包括:监控中心平台及变电站工频电磁环境监测节点;所述变电站工频电磁环境监测节点,用于采集其所对应的目标变电站的电磁环境监测数据,并将所述电磁环境监测数据发送给所述监控中心平台;所述监控中心平台,用于接收所述电磁环境监测数据并进行变电站电磁环境汇总管理,且将汇总管理的结果通过网络发布平台和/或在所述变电站工频电磁环境监测节点处进行信息发布。
[0007] 优选地,所述变电站工频电磁环境监测节点的数量为多个;所有所述变电站工频电磁环境监测节点与所述监控中心平台组成变电站电磁环境监测网络;其中,所述变电站电磁环境监测网络为星型网络、环型网络、树型网络或网状型网络。
[0008] 优选地,所述变电站工频电磁环境监测节点,包括:前端控制站、公示显示屏及多个工频电磁环境监测子节点;多个所述工频电磁环境监测子节点分别分布于目标变电站的多个监测位置;多个所述工频电磁环境监测子节点均与所述前端控制站连接,用于在其所位于的监测位置采集电磁环境监测数据,并将所述电磁环境监测数据发送给其所属的前端控制站;所述前端控制站,用于将接收到的所述电磁环境监测数据发送至所述监控中心平台;还用于接收所述监控中心平台下发的用于其公布显示的汇总管理结果,并由所述公示显示屏进行展示所述汇总管理结果。
[0009] 优选地,所述工频电磁环境监测子节点,包括:工频电磁辐射监测仪及数据采集传输装置;所述工频电磁辐射监测仪,用于获取工频电场强度值及工频磁场强度值;所述数据采集传输装置,用于按照既定的时间间隔从所述工频电磁辐射监测仪中读取工频电场强度值及工频磁场强度值,并传输给所述前端控制站。
[0010] 优选地,所述工频电磁辐射监测仪包括:工频电场探头、工频磁场探头及监测仪主机;所述工频电场探头,用于检测环境中工频电场信号强度;所述工频磁场探头用于检测环境中工频磁场信号强度;所述监测仪主机用于将所述工频电场信号强度及所述工频磁场信号强度分别转换为工频电场强度值及工频磁感应强度值,并传输给所述数据采集传输装置。
[0011] 优选地,所述监测仪主机中包括光电转换电路;所述光电转换电路用于将电信号形式的所述工频电场强度值及工频磁感应强度值分别转换为光信号形式的工频电场强度值及工频磁感应强度值,并通过光纤传输给所述数据采集传输装置。
[0012] 优选地,所述工频电磁辐射监测仪与所述数据采集传输装置之间的间距› 1.5米。
[0013] 优选地,所述工频电磁环境监测子节点还包括:第一太阳能供电装置,用于为所述工频电磁辐射监测仪供电。
[0014] 优选地,所述工频电磁环境监测子节点还包括:第二太阳能供电装置和丨或交流供电装置,用于为所述数据采集传输装置供电。
[0015] 优选地,所述工频电磁环境监测子节点还包括:固定安装装置,用于所述工频电磁辐射监测仪及所述第一太阳能供电装置固定安装。
[0016] 本发明实施例提供的变电站工频电磁环境监测系统,将变电站工频电磁环境监测节点中采集的电磁环境监测数据实时传输到监控中心平台处进行汇总管理,并及时通过网络或在变电站工频电磁环境监测节点处进行汇总信息的发布,实现了对变电站工频电磁环境布点进行长期在线监测。另外该系统搭建了变电站电磁环境信息公示平台,统一由监控中心平台通过公示显示屏及网页等方式将监测数据向公众发布,并进行输变电设施电磁环境知识科普宣传,克服了相关技术中获取的监测数据无法及时公布的技术问题。
附图说明
[0017] 图1示出了本发明实施例中变电站工频电磁环境监测系统的结构示意图;
[0018] 图2示出了本发明实施例中变电站工频电磁环境监测节点的结构示意图;
[0019] 图3示出了本发明实施例中工频电磁环境监测子节点的结构示意图。
具体实施方式
[0020] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0021] 本发明实施例提供了一种变电站工频电磁环境监测系统,如图1所示,该系统包括:监控中心平台1及变电站工频电磁环境监测节点2,变电站工频电磁环境监测节点2,用于采集其所对应的目标变电站的电磁环境监测数据,并将电磁环境监测数据发送给监控中心平台1 ;监控中心平台1,用于接收电磁环境监测数据并进行变电站电磁环境汇总管理,且将汇总管理的结果通过网络发布平台3和丨或在变电站工频电磁环境监测节点2处进行信息发布。
[0022] 如图1所示,变电站工频电磁环境监测节点2的数量可以为多个;所有变电站工频电磁环境监测节点2与监控中心平台组成变电站电磁环境监测网络。
[0023] 上述监控中心平台1与多个变电站工频电磁环境监测节点2组成的变电站电磁环境监测网络可以根据需要构建为星型网络、环型网络、树型网络或网状型网络。
[0024] 如图2所示,变电站工频电磁环境监测节点2包括:前端控制站4、公示显示屏5及多个工频电磁环境监测子节点6。
[0025] 多个工频电磁环境监测子节点6分别分布于目标变电站的多个监测位置,优选地,工频电磁环境监测子节点6设置在变电站内及变电站周边,一般选取靠近主变电站或靠近居民区等敏感区域的位置。
[0026] 多个工频电磁环境监测子节点6均与前端控制站4连接,用于在其所位于的监测位置采集电磁环境监测数据,并将电磁环境监测数据发送给其所属的前端控制站4。
[0027] 工频电磁环境监测子节点6与前端控制站4通过数据线连接,通信方式可以采用485通信方式。
[0028] 前端控制站4和监控中心平台1均通过有线方式接入到同一个网络中,相互之间可以通信。
[0029] 前端控制站4将接收到的电磁环境监测数据发送至监控中心平台1 ;并且接收监控中心平台1下发的用于其公布显示的汇总管理结果,并由公示显示屏5进行展示汇总管理结果。
[0030] 前端控制站4 一般设置在变电站的监控室,便于使用、管理及维护。
[0031] 公示显示屏5,可以是大屏幕120显示屏,也可以是大屏幕高清液晶显示屏。
[0032] 公示显示屏5 —般设置在公众容易到达或观测到的位置。以便于对公众公示。
[0033] 前端控制站4与公示显示屏5之间通过有线进行连接。
[0034] 上述的工频电磁环境监测子节点6,一般如图3所示,包括:工频电磁辐射监测仪7及数据采集传输装置10。
[0035] 其中,工频电磁辐射监测仪7,用于获取工频电场强度值及工频磁场强度值;数据采集传输装置10独立于工频电磁辐射监测仪7之外,用于按照既定的时间间隔从工频电磁辐射监测仪7中读取工频电场强度值及工频磁场强度值,并传输给前端控制站4。
[0036] 工频电磁辐射监测仪7包括:工频电场探头、工频磁场探头及监测仪主机;工频电场探头用于检测环境中工频电场信号强度;工频磁场探头用于检测环境中工频磁场信号强度;监测仪主机用于将工频电场信号强度及工频磁场信号强度分别转换为工频电场强度值及工频磁感应强度值,并传输给数据采集传输装置。
[0037] 数据采集传输装置按照既定的时间间隔从工频电磁辐射监测仪7中采集工频电场强度值及工频磁感应强度值,并通过有线的方式传输到前端控制站。
[0038] 数据采集传输装置除定时获取工频电场强度值及工频磁感应强度值外还采集其它信息,得到一组监测数据,包括:工频电磁环境监测子节点10、工频电场强度值、工频磁感应强度值、设备型号、采集时间、定位信息、温度、相对湿度、供电电压及告警信息等等,然后将这些数据打成一个数据包,主动发送到前端控制站,前端控制站汇集其所控制接收的几个工频电磁场监测子节点的数据后,添加上变电站10号,将数据打成一个包,定时将数据上传到监控中心,并在本地进行数据的备份存储。监控中心将获取的数据进行解析后,剔除有异常的数据,然后按不同变电站10号及监测子节点10号,依时间顺序分别存入到数据库,统计工频电场和工频磁场的6分钟平均值、最大值、最小值、指定时间段的最大值及平均值等等,统计温度湿度的平均值。将要显示的数据,包括工频电场、工频磁场、温度、湿度、监测时间等下发到变电站的前端控制站,由前端控制站发送到显示屏进行显示。
[0039] 如图3所示,工频电磁环境监测子节点还包括:第一太阳能供电装置8,用于为工频电磁辐射监测仪7供电。
[0040] 工频电磁环境监测子节点中还包括:固定安装装置,用于工频电磁辐射监测仪7及第一太阳能供电装置8固定安装。
[0041] 如图3所示,工频电磁环境监测子节点还包括:第二太阳能供电装置和/或交流供电装置11,用于为数据采集传输装置10供电。
[0042] 现有的工频电磁辐射监测仪一般通过监测仪主机实现工频电场强度值及工频磁感应强度值的采集处理,并将采集处理的工频电场强度值及工频磁感应强度值通过无线通信模块发送给其它处理设备。现有的此种方法,工频电场强度值及工频磁感应强度值的采集处理主要在工频电磁辐射监测仪中实现,会使得工频电磁辐射监测仪的功耗比较大;而且采集处理的电场、磁场数据通过无线通信模块发送给其它设备,无线通信模块不仅功耗大,而且发射出的无线信号对工频电磁辐射监测仪感应空间中的电场、磁场强度信号会产生干扰,使得采集的工频电场强度与工频磁场强度不准确。
[0043] 而本发明实施例的工频电磁辐射监测仪,将采集传输工频电场强度值及工频磁感应强度值的工作过程从监测仪主机中独立出来,由数据采集传输装置实现工频电场强度及工频磁场强度的采集及传输,由此大大降低了工频电磁辐射监测仪中的功耗。
[0044] 进一步,本发明实施例的工频电磁辐射监测仪,将功耗较大的无线通信模块去掉,增加了光电转换电路,通过光电转换电路将电信号形式的工频电场强度值及工频磁感应强度值分别转换为光信号形式的工频电场强度值及工频磁感应强度值,并通过光纤9传输给数据采集传输装置,此种方式不仅降低了工频电磁辐射仪的功耗,同时以光信号形式传输数据还能够进一步降低对监测空间中分布的电场及磁场的干扰,使采集的电场强度及磁场强度更准确。
[0045] 本发明实施例中的工频电磁辐射监测仪采取的上述降低功耗的措施,在同样的供电条件下,能够使工频电磁辐射监测仪工作更长时间,实现工频电磁辐射监测仪长期连续监测。
[0046] 本发明实施例中,工频电磁辐射监测仪与数据采集传输装置分别采用各自独立的供电装置进行供电。
[0047] 其中,为避免交流供电装置供电线中的电磁干扰,工频电磁辐射监测仪采用太阳能供电装置供电。
[0048] 独立于工频电磁辐射监测仪之外的数据采集传输装置可以根据实际供电的需要采用太能供电装置或交流供电装置进行供电,优选地,数据采集传输装置采用交流供电装置供电。
[0049] 为了避免数据采集传输装置处的电磁信号对工频电磁辐射监测仪处电磁信号的干扰,工频电磁辐射监测仪与数据采集传输装置之间的间距› 1.5米,使得工频电磁辐射监测仪与数据采集传输装置之间形成电隔离。
[0050] 本发明实施例的变电站工频电磁环境监测系统中,监控中心平台接入多个变电站电磁环境监测节点,对监测数据进行处理、存储及统计,并对多个变电站电磁环境监测节点进行管理和维护。
[0051] 监控中心平台将要对公众公示的信息,包括监测数据及科普宣传信息,下发到前端控制站,前端控制站将数据发送到公示显示屏,由公示显示屏对公众进行发布公示。
[0052] 工频电磁环境监测子节点具有备份的无线通信功能,如果前端控制站出现故障或通信链路出现故障,监测子站可以通过无线仙~的方式直接将监测数据发送到监控中心平台,保证了监测数据不丢失,提高系统的可靠性。
[0053] 监控中心平台可以将数据发布到网络上,在允许的情况下,公众可以通过网页的形式实时获取变电站的实时监测数据,获取变电站电磁辐射相关知识,实现变电站电磁环境的在线监测。
[0054] 监控中心平台是系统统一的信息发布平台,无论是通过网页方式发布还是通过公示显示屏发布,前端控制站只是一个信息的中转站。
[0055] 监控中心平台与变电站电磁环境监测节点之间(一般通过电网内网进行通信),前端控制站和工频电磁环境监测子节点之间,以及前端控制站与公示显示屏之间均通过有线的方式进行通信,具有可靠性强和保密性强的特点。
[0056] 公示显示屏以及网页,可以实时发布变电站工频电磁环境监测数据,并可以通过视频、动画、滚动宣传文字的方式宣传科学的包括变电站在内的输变电设施的电磁环境知识,搭建起与公众就输变电设施电磁环境进行沟通的平台。
[0057] 本发明实施例,相比于现有技术,针对变电站的现有条件及工频电磁环境监测要求及信息发布要求进行适应性设计,采用了以下创新设计:1)采用了组网式设计,将各个变电站工频电磁环境监测节点及监控中心平台组成一个网络,由监控中心平台对整个系统进行数据采集、监控、信息发布及管理搭建了变电站工频电磁环境信息发布平台,通过公示显示屏及网络发布等形式,将变电站的工频电磁环境信息及输变电设施的电磁环境科普宣传知识实时向公众发布。3)监测方案充份利用了变电站的资源达到设计的要求,比如工频电磁环境监测子节点的数据采集传输装置采用外接供电、工频电磁环境监测子节点和前端控制站之间,以及前端控制站和监控中心平台采用有线网络进行通信保障了系统的可靠性、稳定性及保密性。4)工频电磁环境监测子节点采用了工频电磁辐射监测仪独立太阳能供电、工频电磁辐射监测仪与数据采集传输之间采用光纤通信的方式有效的避免了对工频电磁场监测的干扰,保障了监测的准确性。5)本系统采用了框架,使得系统具有良好的可扩展性。可以接入任意多个变电站工频电磁辐射监测站,也在变电站工频电磁辐射监测站中可以接入任意多个工频电磁环境监测子节点。
[0058] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,包括:监控中心平台及变电站工频电磁环境监测节点; 所述变电站工频电磁环境监测节点,用于采集其所对应的目标变电站的电磁环境监测数据,并将所述电磁环境监测数据发送给所述监控中心平台; 所述监控中心平台,用于接收所述电磁环境监测数据并进行变电站电磁环境汇总管理,且将汇总管理的结果通过网络发布平台和/或在所述变电站工频电磁环境监测节点处进行信息发布。
2.根据权利要求1所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述变电站工频电磁环境监测节点的数量为多个;所有所述变电站工频电磁环境监测节点与所述监控中心平台组成变电站电磁环境监测网络; 其中,所述变电站电磁环境监测网络为星型网络、环型网络、树型网络或网状型网络。
3.根据权利要求1或2所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述变电站工频电磁环境监测节点,包括:前端控制站、公示显示屏及多个工频电磁环境监测子节点;多个所述工频电磁环境监测子节点分别分布于目标变电站的多个监测位置; 多个所述工频电磁环境监测子节点均与所述前端控制站连接,用于在其所位于的监测位置采集电磁环境监测数据,并将所述电磁环境监测数据发送给其所属的前端控制站; 所述前端控制站,用于将接收到的所述电磁环境监测数据发送至所述监控中心平台;还用于接收所述监控中心平台下发的用于其公布显示的汇总管理结果,并由所述公示显示屏进行展示所述汇总管理结果。
4.根据权利要求3所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述工频电磁环境监测子节点,包括:工频电磁辐射监测仪及数据采集传输装置; 所述工频电磁辐射监测仪,用于获取工频电场强度值及工频磁场强度值; 所述数据采集传输装置,用于按照既定的时间间隔从所述工频电磁辐射监测仪中读取工频电场强度值及工频磁场强度值,并传输给所述前端控制站。
5.根据权利要求4所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述工频电磁辐射监测仪包括:工频电场探头、工频磁场探头及监测仪主机; 所述工频电场探头,用于检测环境中工频电场信号强度; 所述工频磁场探头用于检测环境中工频磁场信号强度; 所述监测仪主机用于将所述工频电场信号强度及所述工频磁场信号强度分别转换为工频电场强度值及工频磁感应强度值,并传输给所述数据采集传输装置。
6.根据权利要求5所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述监测仪主机中包括光电转换电路; 所述光电转换电路用于将电信号形式的所述工频电场强度值及工频磁感应强度值分别转换为光信号形式的工频电场强度值及工频磁感应强度值,并通过光纤传输给所述数据采集传输装置。
7.根据权利要求6所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述工频电磁辐射监测仪与所述数据采集传输装置之间的间距> 1.5米。
8.根据权利要求4所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述工频电磁环境监测子节点还包括:第一太阳能供电装置,用于为所述工频电磁辐射监测仪供电。
9.根据权利要求4所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述工频电磁环境监测子节点还包括:第二太阳能供电装置和/或交流供电装置,用于为所述数据采集传输装置供电。
10.根据权利要求8所述的变电站工频电磁环境监测系统,其特征在于,所述工频电磁环境监测子节点还包括:固定安装装置,用于所述工频电磁辐射监测仪及所述第一太阳能供电装置固定安装。
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