CN211855552U - 一种变电站噪声无线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变电站噪声无线监测系统，包括：由电源模块，以及依次连接的噪声传感器、控制器和无线数据收发器组成的噪声监测单元，电源模块分别连接噪声传感器、控制器和无线数据收发器，控制器为单片机；防水外壳，用于安装并容纳噪声监测单元；噪声监测单元共设有多个，防水外壳的数目与噪声监测单元的数目相同，各防水外壳分别安装并容纳各噪声监测单元，各噪声监测单元均匀分布于变电站外缘，系统还包括上位机，上位机分别连接至各噪声监测单元。与现有技术相比，本实用新型通过设计多个噪声监测单元以及防水外壳可以实现露天安装，实现各噪声监测单元均匀分布于变电站外缘，进而可以通过三角定位原理确定噪声源。

Description

一种变电站噪声无线监测系统

技术领域

本实用新型涉及变电站噪声监测领域，尤其是涉及一种变电站噪声无线监测系统。

背景技术

伴随社会经济快速发展、人民生活水平不断提高，城市电网的运行除了本质安全运行要求，还需要满足城市化进程的需求。噪声作为一种重要的环境影响因素，已经成为影响城市环境质量的重要内容之一。变电站作为城市电网的重要节点，广泛分布于城市各大区域，在一定程度上对城市的环境带来了影响。目前，城市电网变电站的噪声监测大部分由环保局定期测量，这种方案已不能匹配变电站无人值守模式，因此对变电站噪声智能监测与故障诊断的研究极为重要。

例如中国专利CN210221280U公开了一种基于MEMS传声器的变电站噪声检测装置及系统，所述检测装置包括显示器、存储器、控制器、通讯模块和电池模块，所述控制器分别连接显示器、存储器、通讯模块和电池模块，还包括MEMS传声器，该MEMS传声器通过I2S通讯接口与控制器连接。但是该噪声检测装置及系统无法解决对噪声源进行定位。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变电站噪声无线监测系统，通过设计多个噪声监测单元以及防水外壳可以实现露天安装，实现各噪声监测单元均匀分布于变电站外缘，进而可以通过三角定位原理确定噪声源。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变电站噪声无线监测系统，包括：

由电源模块，以及依次连接的噪声传感器、控制器和无线数据收发器组成的噪声监测单元，所述电源模块分别连接噪声传感器、控制器和无线数据收发器，所述控制器为单片机；

防水外壳，用于安装并容纳所述噪声监测单元；

所述噪声监测单元共设有多个，所述防水外壳的数目与噪声监测单元的数目相同，各防水外壳分别安装并容纳各噪声监测单元，各噪声监测单元均匀分布于变电站外缘，所述系统还包括上位机，所述上位机分别连接至各噪声监测单元。

所述噪声传感器为AWA6218CD型噪声传感器。

所述无线数据收发器为CC2430无线模块。

所述防水外壳上设有光伏组件，该光伏组件连接至电源模块，且光伏组件的光伏面板设于防水外壳的外表面上。

所述防水外壳上设有连接至电源模块的充电口。

所述充电口处设有防水塞。

所述电源模块包括充放电电路和储能电池，所述充放电电路分别与储能电池、噪声传感器、控制器和无线数据收发器连接。

所述储能电池为锂电池。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)通过设计多个噪声监测单元，并且各噪声监测单元均匀分布于变电站外缘，可以通过三角定位原理确定噪声源，并且基于防水外壳可以实现露天安装。

2)噪声传感器为AWA6218CD型噪声传感器，具有更加灵敏的检测能力，降低干扰，从而实现三角定位。

3)防水外壳上设有的光伏组件可以减少维护的频率。

4)防水外壳上设有连接至电源模块的充电口，且充电口处设有防水塞，可以实现外部充电并且保证防水能力不下降。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为防水外壳的安装剖面示意图；

图3为噪声监测单元的组成示意图；

其中：1、噪声监测单元，2、防水外壳，3、上位机，4、立柱，5、埋地件，11、噪声传感器，12、控制器，13、无线数据收发器，14、电源模块，21、光伏组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种变电站噪声无线监测系统，如图1和图3所示，包括：

由电源模块14，以及依次连接的噪声传感器11、控制器12和无线数据收发器13组成的噪声监测单元1，电源模块14分别连接噪声传感器11、控制器12和无线数据收发器13，控制器12为单片机；

防水外壳2，用于安装并容纳噪声监测单元1；

噪声监测单元1共设有多个，防水外壳2的数目与噪声监测单元1的数目相同，各防水外壳2分别安装并容纳各噪声监测单元1，各噪声监测单元1均匀分布于变电站外缘，系统还包括上位机3，上位机3分别连接至各噪声监测单元1。

通过设计多个噪声监测单元1，并且各噪声监测单元1均匀分布于变电站外缘，可以通过三角定位原理确定噪声源，并且基于防水外壳2可以实现露天安装，具体的定位原理和现有技术一致，只需将噪声值替代原来的信号强度即可，因此不再赘述。

噪声传感器11为AWA6218CD型噪声传感器11，其是一种测量指数时间计权声级和时间积分平均声级的噪声测量仪器，其性能符合GB/T3785-1983和IEC61672-2002标准对2级声级计的要求，对射频场敏感度属X类。AWA6218CD型声级计产品一般采用了先进的数字检波技术，具有可靠性高、稳定性好、动态范围宽等优点，具有RS232和交直流输出接口，能够与CC2430通信，可用于噪声长期在线测量。它的主要技术性能如下：

(1)传声器：AWAl4421型予极化测试电容传声器(外径Φ12.7mm)。

(2)标称灵敏度：约40mV/Pa。

(3)测量范围：35－130dBA。

(4)频率范围：20－8kHz。

(5)频率计权：A计权。

(6)时间计权：F(快)。

(7)参考方向：电容传声器的轴向。

(8)准确度：符合GB/T3785－1983和IEC61672－2002 2级。

(9)显示：4位LCD，显示测量的Lp。

(10)输出接口：交流，PWM(直流)，RS232。

(11)校准：使用AWA6221B型声级校准器(2级)。

(12)电源：4×R6(5#)电池，可连续工作20小时以上。外接电源4.5V－9V，耗电不大于20mA。

(13)温度影响：-10℃－+50℃，±1dB。

(14)工作条件：温度：-20℃－+60℃；相对湿度：25％－90％；气压：65－108kPa。

无线数据收发器13为CC2430无线模块，其是一款符合IEEE 802.15.4标准的片上ZigBee产品。它采用SmartRF 03技术和0.18μm CMOS工艺制造，采用7mm×7mm QLP48封装；除了包括射频收发器，还集成了加强型8051MCU、32/64/128KB的Flash内存、8kB的RAM、ADC、DMA、看门狗等。CC2430的主要特点如下：

(1)高性能、低功耗的8051微控制器12内核。

(2)极高的接收灵敏度和抗干扰性能。

(3)适应2.4GHz IEEE802.15.4的射频收发器。

(4)32/64/128KB闪存。

(5)8KB sRAM，具备在各种供电方式下的数据保持能力。

(6)强大的DMA功能。

(7)只需极少的外接元件。

(8)只需一个晶体，即可满足组网需要，电流消耗小。

(9)掉电方式下，电流消耗只有0.9μA，外部中断或实时唤醒系统。

(10)挂起方式下，电流消耗小于0.6μA，外部中断唤醒系统。

(11)硬件支持避免冲突的载波侦听多路存取。

(12)支持数字化的接收信号强度指示器/链路质量指标。

(13)电池监视器和看门狗。

(14)支持硬件调试。

防水外壳2上设有光伏组件21，该光伏组件21连接至电源模块14，且光伏组件21的光伏面板设于防水外壳2的外表面上。

防水外壳2上设有连接至电源模块14的充电口，充电口处设有防水塞。

电源模块14包括充放电电路和储能电池，充放电电路分别与储能电池、噪声传感器11、控制器12和无线数据收发器13连接，储能电池为锂电池。

防水外壳2的安装具体如图2所示，其通过立柱4和埋地件5露天安装在场地上，而噪声监测单元1则置于内腔中。

此外，进一步的，上位机3包括存储器、处理器，以及存储于存储器中并由处理器执行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：接收各噪声传感器11采集的噪声数据；分别提取各噪声传感器11采集的噪声数据的特征向量；将所有特征向量输入训练好的第一模型，输出故障类别。第一模型为深度神经网络，卷积神经网络或循环神经网络。

由于需要通过软件来完成噪声的监控和异常分析，上位机3软件需显示和记录噪声监测值并具有以下功能：

(1)显示并保存各监测点的噪声实时监测值，包括噪声的中心频率、分贝值、功率等；

(2)绘制并保存各监测点的噪声实时曲线，频谱分布；

(3)噪声越上限实时报警，并显示传感器编号和监测点位置。

(4)保存越限记录及越限曲线并可按多种方式查阅。

(5)噪声越上限手机短信实时报警子系统。

(6)可通过网络查看噪声监测值并实时报警的其他计算机的客户端子系统。

(7)支持人工记录并上传每次噪声监测数据对应的变电站设备状态。

(8)支持将噪声监测数据和对应故障点信息导入深度神经网络模块进行训练。训练完成后，深度神经网络可通过实时噪声数据预测故障发生位置。

Claims (8)

1.一种变电站噪声无线监测系统，包括：

由电源模块，以及依次连接的噪声传感器、控制器和无线数据收发器组成的噪声监测单元，所述电源模块分别连接噪声传感器、控制器和无线数据收发器，所述控制器为单片机；

防水外壳，用于安装并容纳所述噪声监测单元；

其特征在于，所述噪声监测单元共设有多个，所述防水外壳的数目与噪声监测单元的数目相同，各防水外壳分别安装并容纳各噪声监测单元，各噪声监测单元均匀分布于变电站外缘，所述系统还包括上位机，所述上位机分别连接至各噪声监测单元。

2.根据权利要求1所述的一种变电站噪声无线监测系统，其特征在于，所述噪声传感器为AWA6218CD型噪声传感器。

3.根据权利要求1所述的一种变电站噪声无线监测系统，其特征在于，所述无线数据收发器为CC2430无线模块。

4.根据权利要求1所述的一种变电站噪声无线监测系统，其特征在于，所述防水外壳上设有光伏组件，该光伏组件连接至电源模块，且光伏组件的光伏面板设于防水外壳的外表面上。

5.根据权利要求1所述的一种变电站噪声无线监测系统，其特征在于，所述防水外壳上设有连接至电源模块的充电口。

6.根据权利要求5所述的一种变电站噪声无线监测系统，其特征在于，所述充电口处设有防水塞。

7.根据权利要求1所述的一种变电站噪声无线监测系统，其特征在于，所述电源模块包括充放电电路和储能电池，所述充放电电路分别与储能电池、噪声传感器、控制器和无线数据收发器连接。

8.根据权利要求7所述的一种变电站噪声无线监测系统，其特征在于，所述储能电池为锂电池。

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