一种进行大地电位差监测的系统及其监测方法与流程

本发明涉及输变电技术领域，更具体地，涉及一种进行大地电位差监测的系统及其监测方法。

背景技术：

地震是地球上主要自然灾害之一，近几年，地震灾害频繁，地震产生的地震波可直接造成建筑物的破坏甚至倒塌，发生在山区还可能引起山体滑坡等灾害，地震造成的人员伤亡和财产损失无法估量。地震会引起大地局部电位变化，通过分析大地电位差活动规律，有助于完善区域地震灾害监测和预警手段。

太阳磁暴、直流输电系统单极运行均会引起大地电位差变化，开展大地电位差变化的监测有助于判断相关地域的电力、通讯等系统的异常状态，及时制定相应措施。

目前在大地电位差观测方面，均需要铺设专用测量回路，一般最多不超过10公里，投资巨大，不能构建覆盖面积广的观测网。我国电力系统交流输电网络发达，距离长，覆盖面广，为开展大地电位差监测研究提供了先天的测量回路。

技术实现要素：

本发明提供一种进行大地电位差监测的系统，该系统对区域太阳磁暴活动、地震地电活动、直流输电系统单极大地运行等现象所引起的大地电位差活动规律，进行实时监测。

本发明的又一目的在于提供一种进行大地电位差监测的系统的检测方法。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种进行大地电位差监测的系统，包括变电站和交流输电线路，所述变电站接地扁钢连接在变电站主变压器中性点上，变电站的主变压器通过交流输电线路相连，大地电位差产生流经交流输电线路的电流，变电站的接地扁钢与变电站的主变压器连接的中性点上连接有监测装置，监测装置与gsm/gprs网络通信连接，gsm/gprs网络与监测总站服务器通信连接，监测装置、gsm/gprs网络以及监测总站服务器构成数据传输网络，监测装置上还连接有gps同步装置。

进一步地，所述交流输电线路的输电电压大于或等于110kv。

一种进行大地电位差监测系统的监测方法，包可以下步骤：

s1：各变电站接地扁钢分别连接其变电站主变压器，并通过交流输电线路连接两相邻变电站的变电站主变压器形成回路，大地电位差产生通过交流输电线路的传输回路电流；

s2：监测装置安装在变电站主变压器中性点上，实时测量通过交流输电线路的传输回路电流；

s3：gps同步装置接收卫星信号，对站内监测装置进行时间修正，使所有监测装置时间步调一致；

s4：所有步调一致的监测装置将各自测量的传输回路电流数据传送到gsm/gprs网络上；

s5：gsm/gprs网络将接收到的所有的传输回路电流数据传送到监测总站服务器上实现同一时刻全网大地电流分布的同步监测，达到进行大地电位监测的效果。

进一步地，变电站间的大地电位差u＝i0*(rb+rl)，其中i0为监测装置测量到的通过交流输电线路的传输回路电流，主变压器直流电阻rb和交流输电线路直流电阻rl为电力系统定期停电试验数据。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明利用交流输电线路覆盖面广、线路距离远、直流阻抗小的特点，形成监测变电站之间电位差测试回路；装置安装后，能快速接入系统网络，实现覆盖整个地区的大地电位差监测网；各分布式监测装置采用gps卫星同步，为大地电流活动与电网运行方式的逻辑关系分析提供有力依据；通过监测一个地区的大地电位差活动规律，有助于完善区域地震灾害监测和预警平台建设，为电力、通讯等系统的异常运行状态提供判据。

附图说明

图1是本发明系统的原理图；

图2是本发明大地电流传输回路示意图；

图3是本发明监测装置在交流电网中的布置图；

图4是本发明数据传输网络示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种进行大地电位差监测的系统，包括变电站和交流输电线路3，其特征在于：所述变电站的变电站接地扁钢1连接在变电站主变压器2上，两变电站的变电站主变压器2通过交流输电线路3相连，大地电位差产生流经交流输电线路3的电流，变电站的接地扁钢1与变电站的主变压器2连接的中性点上连接有监测装置4，监测装置4与gsm/gprs网络5通信连接，gsm/gprs网络5与监测总站服务器6通信连接，监测装置4、gsm/gprs网络5以及监测总站服务器6构成数据传输网络，监测装置4上还连接gps同步装置7。

如图2所示，两个变电站之间出现的电位差以恒压源u等效，通过主变压器直流电阻rb、交流输电线路直流电阻rl产生通过交流输电线路的传输回路电流i0，通过接地网电阻和大地等效电阻产生通过大地的传输回路电流i1。

具体地，110kv及以上交流输电线路直流电阻一般不超过50mω/公里，电力变压器直流电阻不超过1ω，以相距200公里变电站为例，其输电线路阻抗不超过10ω,整个阻抗不超过12ω，因此可知在产生12mv大地电位差时，即有1ma电流，该电流值的测量需求以现有测量技术可满足。

如图3所示，系统利用交流输电线路覆盖面广、线路距离远、直流阻抗小的特点，为开展大地电位差监测研究提供了便捷的电流传输回路。图中，监测装置#1监测500kv变电站接入到220kv交流输电线路中的直流电流；监测装置#2监测220kv变电站接入到220kv交流输电线路中的直流电流；监测装置#3监测220kv变电站接入到110kv变电站的电流；监测装置#4监测110kv变电站接入到110kv交流输电线路中的电流。以此类推，利用交流输电线路，可形成n个110kv及以上等级变电站之间大地电位差电流监测回路。

每个变电站监测装置安装在变电站主变压器中性点接地扁钢上，可测量电流i0,则可获得两个变电站之间的电位差u＝i0*(rb+rl),其中主变压器直流电阻rb和交流输电线路直流电阻rl为电力系统定期停电试验数据，该数据在运行中基本不变。

如图4所示，每个变电站的监测装置连续对各监测点不同时刻的电流值采样，即可实现对大地电位差变化规律的长期跟踪。利用覆盖当地的gsm/gprs无线网络与监测总站服务器进行双向数据通讯，实现监测装置远程接入网络的部署。选择多个变电站安装监测装置，实现覆盖整个地区的大地电位差监测网。

gps同步装置接收卫星信号，产生精确的秒脉冲及时刻值，完成对监测装置时间修正。监测装置根据设置相同的采集时刻及采集时间间隔，使所有监测装置采集时间步调一致，实现同一时刻全网大地电流分布的同步监测。

本发明的技术效果，利用交流输电线路覆盖面广、线路距离远、直流阻抗小的特点，形成监测变电站之间电位差测试回路；装置安装后，能快速接入系统网络，实现覆盖整个地区的大地电位差监测网；各分布式监测装置采用gps卫星同步，为大地电流活动与电网运行方式的逻辑关系分析提供有力依据；通过监测一个地区的大地电位差活动规律，有助于完善区域地震灾害监测和预警平台建设，为电力、通讯等系统的异常运行状态提供判据。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。