CN107401191A - 一种变电站监测系统 - Google Patents

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

一种变电站基础监测系统，包括：多个监测点，所述多个监测点分别设置传感装置；多个传感装置，对应于所述多个监测点设置，用于监测各个监测点的基础参数，所述传感装置设置无线通信接口，能够将各个监测点的基础参数进行无线传送；数据监测服务器，所述数据监测服务器根据接收的各个监测点的基础参数进行数据分析，根据分析结果对于各个传感装置的监测参数进行控制。

Description

一种变电站监测系统
技术领域
本发明涉及一种基础结构的试验系统，尤其是涉及一种变电站基础的监测系统。
背景技术
变电站是电力能源传输与变换的重要枢纽，作为整个输变电系统的组成部分，承担着承上启下的重要作用。过去变电站通常选址在地势较高的地带，以减少填方量。随着经济社会的发展。土地资源日益减少，变电站也不得不建在不宜建站的地区。
对于处在回填区的新建变电站，地基历经雨季、旱季的时间考验之后，都会出现不同程度的沉降。沉降的幅度依据土壤的特性、设计施工的质量、承载的大小及自然气候变化情况而变化。如果不重视这些问题，可能致使电气设备的倾覆，造成重大事故，给运行维护带来极大的不便，甚至影响正常运行。
因此，加强变电站地基的监测，及时发现地基沉降隐患，减少因地基沉降造成的变电设施损坏，确保电力系统安全稳定运行，已成为当前迫切需要解决的问题。
现有技术中，对于变电站基础的监测方法是采用几何水准测量方法，在变电站构筑物的主要监测电安装沉降观测标，通过测量人员定期巡视，使用光学水准仪或电子水准仪及水准尺完成各个沉降点水准高测量。传统水准测量优点是精度高、可靠性强；成本相对较低。但是，监测变电所沉降是一个长期的过程，需要大量的数据作为支撑，如果仅仅依靠人工使用测量仪器采集数据，不仅耗时耗力，而且容易收到环境条件影响。
201220167119.4和201410192810.1的专利分别公开了变电站基础自动监测的系统，但是对于地基的监测点同时存在着多个监测参数，如果对于这些监测参数同时进行监测，则监控参数过多，并且对于系统负担也较重。
发明内容
本发明提供了一种变电站监测系统以及方法，能够克服现有技术的上述缺陷。
作为本发明的一个方面，提供一种变电站基础监测系统，包括：多个监测点，所述多个监测点分别设置传感装置；多个传感装置，对应于所述多个监测点设置，用于监测各个监测点的基础参数，所述传感装置设置无线通信接口，能够将各个监测点的基础参数进行无线传送；数据监测服务器，所述数据监测服务器根据接收的各个监测点的基础参数进行数据分析，根据分析结果对于各个传感装置的监测参数进行控制。
优选的，所述传感装置以及所述数据监测服务器之间通过Zigbee、GPRS或CDMA等无线网络进行数据传输。
优选的，所述各个传感装置的监测参数包括监测周期和监测对象。
优选的，所述传感装置包括沉降传感器，土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器。
优选的，所述土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器的启动由所述数据监测服务器根据接收的沉降传感器监测的沉降数值的判断而进行触发。
优选的，所述沉降传感器使用第一监测周期监测，并且实时将监测到的沉降数值通过无线网络传送到所述数据监测服务器；所述数据监测服务器对接收的各个监测点的基础参数进行数据分析，根据数据分析的结果对于沉降数值异常的特定监测点的沉降传感器使用不同于第一周期的第二周期进行监测，所述第二周期小于第一周期；所述数据监测服务器还触发所述土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器，使所述土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器分别以各自的周期进行监测。
优选的，所述沉降数值异常的特定监测点的温度传感器以第二周期进行监测，所述土压力传感器以及支撑柱受力监测传感器的监测周期为所述第二周期的N倍，N为大于1的整数。
优选的，所述数据监测服务器接收到所有监测点的沉降数值后，计算所有监测点的沉降数值的算术平均值以及均方差，根据该算法平均值计算出各个监测点沉降数值与所述算术平均值的偏移数值，当所述监测点偏移数值的绝对值大于所述均方差的M倍时，判断该监测点的沉降数值异常。
优选的，所述数据监测服务器数据监测服务器接收到所有监测点的沉降数值后，计算所有监测点的本次沉降数值与上一次沉降数值的差值S，并且计算出该差值的算术平均值S1和均方差△S，从而计算出各个监测点的差值偏移S－S1，当S－S1的绝对值大于△S的M倍时，M为大于2的整数，判断该监测点的沉降数值异常。
优选的，所述数据监测服务器数据监测服务器接收到所有监测点的沉降数值后，计算所有监测点的本次沉降数值与本次监测之前第K次监测的沉降数值的差值S，所述K为大于2的整数，并且计算出该差值的算术平均值S1和均方差△S，从而计算出各个监测点的差值偏移S－S1，当S－S1的绝对值大于△S的M倍时，判断该监测点的沉降数值异常。
优选的，所述沉降传感器不设置基准点，在安装沉降传感器时，将首次测量值定为基准值，将其设置为零；以后单次测量的数值与该基准值的差值作为沉降数值。
附图说明
图1是本发明变电站监测系统的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明的变电站基础监测系统，如图1所示，包括多个监测点、无线网络以及数据监测服务器。其中，各个多个监测点分别设置传感装置，用于监测各个监测点的基础参数。传感装置包括沉降传感器，土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器。其中，沉降传感器用于监测监测点的沉降数据，可以在监测点设置观测桩，使用位移传感器监测该观测桩，从而得到该基准点的沉降数据。土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器可以使用现有技术中已知的压力传感器和温度传感器。
传感装置中设置有无线通信接口，通过无线网络能够将各个监测点的基础参数传送到数据监测服务器，通过也能够通过无线网络接收数据监测服务器的操作指令。可以使用已知的无线通信网络如Zigbee、GPRS或CDMA等无线网络进行数据传输。
数据监测服务器根据接收的各个监测点的基础参数进行数据分析，根据分析结果对于各个传感装置的监测参数进行控制。在基础监测中，沉降数据是影响变电站设备的最终因素，而其余的监测参数是用于辅助监测。因此，在本发明的监测系统中，使用沉降传感器的异常数据作为触发其他传感器监测的条件。数据监测服务器控制各个监测点的沉降传感器使用第一监测周期监测，并且实时将监测到的沉降数值通过无线网络传送到数据监测服务器。
数据监测服务器对接收的各个监测点的基础参数进行数据分析，当监测到单个监测点的沉降数据异常时，对于沉降数值异常的特定监测点的沉降传感器使用不同于第一周期的第二周期进行监测，该第二周期小于第一周期。同时，数据监测服务器还触发该监测点的土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器，使所述土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器分别以各自的周期进行监测。由于土压力以及支撑柱受力的变化幅度相对较小，可以将沉降数值异常的特定监测点的温度传感器与第二周期相同的周期进行监测，将土压力传感器以及支撑柱受力监测传感器以第三周期进行监测，第三周期为所述第二周期的N倍，N为大于1的整数。
变电站的地基沉降分为均匀沉降和不均匀沉降。一般来说，地基产生均匀沉降，对电气设备本身不会引起附加内应力，不会造成大的危害，但对地基不均匀沉降则应引起足够重视。当不均匀沉降超过承受限度时，便会产生电气设备的开裂、倾斜甚至倒塌，危及安全。因此，本申请的沉降传感器不设置基准点，在安装沉降传感器时，将首次测量值定为基准值，将其设置为零；以后单次测量的数值与该基准值的差值作为沉降数值；通过分析各个监测点的整体沉降数据进行分析，确定不均匀沉降异常的地基。
数据监测服务器接收到所有监测点的沉降数值后，计算所有监测点的沉降数值的算术平均值以及均方差，根据该算法平均值计算出各个监测点沉降数值与所述算术平均值的偏移数值，当所述监测点偏移数值的绝对值大于所述均方差的M倍时，M为大于2的整数，判断该监测点的沉降数值异常。
沉降值在超过阈值时，能够反应该监测点沉降过度，可能产生风险。但是，在监测到沉降值超过阈值时，已经产生危害。优选的，数据监测服务器接收到所有监测点的沉降数值后，计算所有监测点的本次沉降数值与上一次沉降数值的差值S，并且计算出该差值的算术平均值S1和均方差△S，从而计算出各个监测点的差值偏移S－S1，当S－S1的绝对值大于△S的M倍时，判断该监测点的沉降数值异常。进一步优选的，所述数据监测服务器接收到所有监测点的沉降数值后，计算所有监测点的本次沉降数值与本次监测之前第K次监测的沉降数值的差值S，所述K为大于2的整数，并且计算出该差值的算术平均值S1和均方差△S，从而计算出各个监测点的差值偏移S－S1，当S－S1的绝对值大于△S的M倍时，判断该监测点的沉降数值异常。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种变电站监测系统，用于监测其基础，包括：多个监测点，所述多个监测点分别设置传感装置；多个传感装置，对应于所述多个监测点设置，用于监测各个监测点的基础参数，所述传感装置设置无线通信接口，能够将各个监测点的基础参数进行无线传送；数据监测服务器，所述数据监测服务器根据接收的各个监测点的基础参数进行数据分析，根据分析结果对于各个传感装置的监测参数进行控制；所述传感装置包括沉降传感器，土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器；所述土压力传感器，支撑柱受力监测传感器以及温度传感器的启动由所述数据监测服务器根据接收的沉降传感器监测的沉降数值的判断而进行触发；所述各个传感装置的监测参数包括监测周期和监测对象。
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